Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

ТЕХНОГЕННЫЕ ВОДОЕМЫ (ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ КРАЙ): ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

Ташлыкова Н.А. 1 Афонина Е.Ю. 1 Замана Л.В. 1 Абрамова В.А. 1 Таскина Л.В. 1 Куклин А.П. 1
1 ФГБУН «Институт природных ресурсов
В Восточном Забайкалье за последние несколько десятков лет при разработке месторождений полезных ископаемых сформировалось достаточное количество разнообразных озерных образований. В зависимости от минералого-геохимических особенностей добываемого сырья эти новообразованные системы отличаются широким спектром физико-химических характеристик водной среды. Большинство водоемов находятся под влиянием высоких концентраций растворенных ионов (до 2618 мг/л) и имеют широкий диапазон значений рН (3,14–9,42). В статье охарактеризованы морфометрические параметры водоемов, химический состав вод, видовое разнообразие и структура сообществ фито- и зоопланктона карьерных озер Балейского золоторудного узла (Балейский, Новотроицкий и Тасеевский карьеры), Завитинского литий-бериллиевого и Жипкошинского сурьмяного месторождений. Водоросли и беспозвоночные этих водных систем изучены впервые. Планктон отличался низким видовым разнообразием – 51 таксон водорослей и 42 вида беспозвоночных. По географическому распространению в фито- и зоопланктоне доминируют космополиты, по местообитанию – планктонно-бентосные и планктонные виды водорослей и эврибионтные виды беспозвоночных. Численность и биомасса водорослей варьировали в пределах 4,8–22535,32 тыс. кл./л и 8,57–1565,52 мг/м3 соответственно, беспозвоночных – 13,19–542,63 тыс. экз./м3 и 6,54–1992,60 мг/м3. Доминирующий комплекс сообществ фитопланктона обследованных водоемов носил цианобактериально-диатомовый характер с некоторой долей участия зеленых водорослей, зоопланктон слагался преимущественно мелкоразмерными формами – коловратками и младшевозрастными стадиями копепод.
Юго-Восточное Забайкалье
месторождение
техногенные водоемы
химический состав вод
фитопланктон
зоопланктон
1. Геологические исследования и горнопромышленный комплекс Забайкалья: история, современное состояние, проблемы, перспективы развития. Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма РАН, 1999. 574 с.
2. Замана Л.В., Вахнина И.Л., Усманов М.Т., Филенко Р.А. Экологическая оценка золотопромышленных ландшафтов Балея (Восточное Забайкалье) // Материалы XIII Научного совещания географов Сибири и Дальнего Востока. Иркутск: Издательство Института географии им. В.Б. Сочавы Сибирского отделения Российской академии наук, 2007. С. 46–47.
3. Замана Л.В., Чечель Л.П. Эколого-геохимическая оценка водоемов рудных карьеров Восточного Забайкалья // Эволюция биосферы и техногенез: материалы всероссийской конференции с международным участием. Чита: ИПРЭК СО РАН, 2016. С. 121–124.
4. Хомич С.А. Подходы к оценке состояния и перспектив развития объектов водохозяйственной рекультивации // Литосфера. 1996. № 6. С. 80–92.
5. She Z., Pan X., Wang J., Shao R., Wang G., Wang S., Yue Z. Vertical environmental gradient drives prokaryotic microbial community assembly and species coexistence in a stratified acid mine drainage lake // Water Research. 2021. Vol. 206. Р. 117739. DOI: 10.1016/j.watres.2021.117739.
6. Seckbach J., Chapman D.J., Garbary D.J., Oren A., Reisser W. Algae and cyanobacteria under environmental extremes: final comments. Algae and Cyanobacteria in extreme environments // Cellular origin, life in extreme habitats and astrobiology. 2007. Vol. 11. Dordrecht: Springer. P. 783–786. DOI: 10.1007/978-1-4020-6112-7_42.
7. Wołowski K., Uzarowicz Ł., Łukaszek M., Pawlik-Skowrońska B. Diversity of algal communities in acid mine drainages of different physico-chemical properties // Nova Hedwigia, 2013. Vol. 97 (1–2). P. 117. DOI: 10.1127/0029-5035/2013.
8. Paulsson O., Widerlund A. Algal nutrient limitation and metal uptake experiment in the Åkerberg pit lake, northern Sweden // Applied Geochemistry. 2021. Vol. 125. 104829. DOI: 10.1016/j.apgeochem.2020.104829.
9. Афонина Е.Ю., Ташлыкова Н.А., Замана Л.В., Куклин А.П., Абрамова В.А., Чечель Л.П. Гидрохимия и гидробиология техногенных водоемов горнопромышленных территорий Юго-Восточного Забайкалья // Аридные экосистемы. 2022. Т. 28, № 4 (93). С. 189–200.
10. Pociecha A., Bielańska-Grajner I., Szarek-Gwiazda E.E., Wilk-Woźniak E., Kuciel H., Walusiak E. Rotifer diversity in the acidic pyrite mine pit lakes in the Sudety Mountains (Poland) // Mine Water Environment. 2018. Vol. 37. P. 518. DOI: 10.1007/s10230-017-0492-y.
11. Mondal S., Palit D., Hazra N. Study on composition and spatiotemporal variation of zooplankton community in coal mine generated pit lakes, West Bengal, India // Tropical Ecol. 2022. Vol. 64 (9). DOI: 10.1007/s42965-022-00274-6.
12. Goździejewska A.M., Koszałka J., Tandyrak R., Grochowska J., Parszuto K. Functional responses of zooplankton communities to depth, trophic status, and ion content in mine pit lakes // Hydrobiologia. 2021. Vol. 848. P. 2699–2719. DOI: 10.1007/s10750-021-04590-1.
13. Верхотуров А.Г., Карпов В.В. Проблемы устойчивости бортов затопленного карьера в г. Балее // Кулагинские чтения: техника и технологии производственных процессов. 2021. С. 129–134.
14. Худорба О.А., Гребнев Е.А. Оценка современного состояния инженерно-геологических условий Тасеевского золоторудного месторождения // Науки о Земле и недропользование. 2007. Т. 31, № 5. С. 116–119.
15. Корольков А.Т. Монацитовая проблема города Балея // Известия Сибирского отделения. Секции наук о Земле РАЕН. 2016. № 1 (54). С. 96–103.
16. Абрамова В.А. Рудные элементы в карьерных водах Завитинского редкометалльного месторождения (Восточное Забайкалье) // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: материалы третьей Всероссийской научной конференции с международным участием (Чита, 20–25 августа 2018 г.). Улан-Удэ: Бурятский научный центр Сибирского отделения РАН, 2018. С. 328–331.
17. Садчиков А.П. Методы изучения пресноводного фитопланктона. М.: Университет и школа, 2003. 157 с.
18. Киселев И.А. Планктон морей и континентальных водоемов. Т. 1. Л.: Наука, 1969. 658 с.

Забайкальский край – старейший горнорудный регион России. Активная добыча полезных ископаемых велась в прошлом столетии и на некоторых объектах продолжается до настоящего времени [1, c. 147–225].

Длительная масштабная горнопромышленная деятельность приводит к значительным по площади и характеру преобразованиям природных ландшафтов. Образуются техногенные формы рельефа – рудные карьеры, хвостохранилища, отвалы вскрышных и вмещающих пород, котлованы, выемки рудоносных песков, илоотстойники, дражные отвалы [2]. После открытой разработки рудных месторождений формируются водоемы, которые принято называть «карьерными озерами», которые в зависимости от особенностей добываемого сырья отличаются широким спектром физико-химических характеристик водной среды [3].

Актуальность оценки состояния и перспектив развития новообразованных водных систем определяется прогрессирующим увеличением добычи полезных ископаемых открытым способом. Обводненные карьеры обладают принципиальным сходством гидрохимических, биопродукционных, седиментационных процессов с естественными лимническими системами, а также характеризуются рядом специфических черт, обусловленных техногенной природой и молодостью котловины [4]. Однако биологическая составляющая аквальных систем такого типа изучена слабо. В ряде работ представлены данные по некоторым группам гидробионтов: бактерии [5, 6], фитопланктон [7–9], зоопланктон [10–12] и пр.

Целью настоящей работы является изучение химического состава техногенных вод и основных характеристик планктонных сообществ.

Материалы и методы исследования

Основными объектами опробования в августе 2022 г. были карьерные озера Балейского рудного узла (Балейский, Новотроицкий и Тасеевский карьеры) Завитинского и Жипкошинского месторождений (рис. 1).

Балейско-Тасеевское рудное поле включает два золоторудных месторождения – Балейское и Тасеевское. Балейское месторождение было введено в эксплуатацию в 1929 г. и отрабатывалось подземным и открытым способами. Открытая разработка прекращена в 1992 г. из-за приближения контура карьера к жилой застройке г. Балей [13]. Балейский карьер имеет размеры около 1 км в длину и глубину более 133 м. Основными источниками водного питания являются подземные и инфильтрационные воды р. Унда. В карьер сбрасываются также городские сточные воды [2].

missing image file

Рис. 1. Карта-схема основных пунктов опробования: А – Балейский рудный узел, В – Завитинское месторождение, С – Жипкошинское месторождение; Карьеры: 1 – Балейский, 2 – Тасеевский, 3 – Новотроицкий, 4 – Завитинский нижний, 5 – Завитинский верхний, 6 – Жипкошинский верхний, 7 – Жипкошинский нижний

Тасеевское месторождение разрабатывалось с 1948 по 1994 г. подземным и открытым способами. С 1994 г. Тасеевский карьер и все подземные горные выработки находятся в обводненном состоянии [14]. Новотроицкое месторождение ториеносных монацитсодержащих песков отрабатывалось с 1949 по 1964 г. Новотроицкий карьер в настоящее время затоплен [15].

Добыча руды на Завитинском бериллий-литиевом месторождении велась открытым способом. В 1997 г. рудник был закрыт. В настоящее время в контурах месторождения расположены отвалы вскрышных пород и два карьерных озера, которые используются местным населением п. Первомайский для отдыха и рыбной ловли [16].

Жипкошинское месторождение открыто в 1955 г. Площадь Жипкошинского карьера менее 0,001 км2 [9].

Химико-аналитические исследования проб воды на макрокомпоненты и некоторые микроэлементы проведены в аттестованной лаборатории ИПРЭК СО РАН (г. Чита). Анализы водных проб методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (МС-ИСП) выполнены в аналитическом центре Института геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН (г. Иркутск). Электропроводность, температура, pH и Eh измерялись на месте опробования.

Сбор и анализ проб фито- и зоопланктона проводились с использованием стандартных методик [17, с. 47–58, 67–71, 18, с. 140–411]. Пробы фитопланктона отбирались из одного-трех горизонтов (приповерхностный, глубина прозрачности, придонный), пробы зоопланктона – тотально (дно – поверхность) средней сетью Джеди (размер ячеи сита 0,064 мм) и процеживанием 100 л воды (интегральная проба) через сеть (ячея 0,073 мм).

Всего было отобрано 30 водных и 38 планктонных проб.

Математическая обработка полученных данных проводилась с использованием пакета программ Microsoft Excel 2010, STATISTICA 10 и Origin 2021. Корреляционная карта (correlation heat map) сгенерирована с использованием Origin 2021.

Результаты исследования и их обсуждение

Основные морфометрические и физико-химические характеристики карьерных озер приведены в табл. 1.

Площадь изученных карьерных озер варьировала в широких пределах. Наименьшими являются карьеры Жипкошинского месторождения (0,2–2,64 км2), наибольшими – Балейский (732257 м2) и Завитинский нижний (434479 м2) карьеры.

Максимальные глубины изменялись от 2 (Жипкошинский карьер (нижний)) до 133 м (Балейский карьер). Прозрачность воды варьировала от 0,5 до 6,5–7 м. Наибольшие значения отмечены в Балейском и Завитинском (нижнем) карьерах. Поверхностный слой воды в карьерных озерах прогревался до 13,2–21,0 °С. Воды карьерных озер по величине рН варьировали от кислых (3,14–3,27, Тасеевский карьер) до щелочных (9,42, Новотроицкий карьер). Значения Eh находились в интервале от 121 (Завитинский (нижний) и Новотроицкий карьеры) до 600 мВ (Тасеевский карьер). По сумме ионов наиболее минерализованными были воды Тасеевского (2606–2618 мг/л) и Завитинского (1404–1593 мг/л) карьеров, наименее – воды Новотроицкого (75,7 мг/л). По анионному составу воды карьерных озер сульфатные, реже – гидрокарбонатно-сульфатные. В катионном составе преобладали Ca2+ и Mg2+ в переменных соотношениях.

Фитопланктон карьеров представлен 51 таксоном водорослей рангом ниже рода, из 7 отделов – Cyanobacteria (8), Chrysophyta (2), Bacillariophyta (17), Dinophyta (3), Chlorophyta (13), Charophyta (4) и Euglenophyta (4). Наиболее разнообразными были диатомовые и зеленые водоросли, а также цианобактерии (33,3; 25 и 16,7 % соответственно). Максимальное богатство водорослей наблюдалось в Балейском озере (до 30 таксонов); минимальное (0–7) – в Тасеевском. Распределение видовой насыщенности фитопланктона, оцененной значениями удельного видового богатства, показало, что воды обследованных техногенных водоемов мало разнообразны в таксономическом отношении (11±7 таксонов в пробе).

Анализируя соотношение отделов водорослей в обследованных водоемах, можно отметить преобладание отделов Chlorophyta и Bacillariophyta в Завитинском и Новотроицком карьерах. Cyanobacteria, Chlorophyta и Bacillariophyta имели наибольший вес в Балейском карьере, а представители Bacillariophyta преобладали в Жипкошинском и Тасеевском карьерах. Доминирующий комплекс фитопланктона водоемов отличался. Преимущественно он носил цианобактериально-диатомовый характер с некоторой долей участия зеленых водорослей.

Таблица 1

Физико-химические параметры (min-max) техногенных вод горнопромышленных объектов рудных месторождений Восточного Забайкалья

Название станции

Балейский золоторудный узел

Жипкошинское сурьмяное месторождение

Завитинское литий-бериллиевое месторождение

Новотроицкий моноцитовый карьер

Тасеевский карьер

Балейский карьер

Жипкошинский карьер верхний

Жипкошинский карьер нижний

Завитинский карьер верхний

Завитинский карьер нижний

Координаты станции

N 51º32.824"

E 116º34.940"

N 51º33.491"

E 116º39.126"

N 51º34.204"

E 116º38.504"

N 51º36.115"

E 115º15.365"

N 51º36.489"

E 115º15.227"

N 50º41.127"

E 115º36.701"

N 50º40.649"

E 115º37.069"

Alt

636

571,8–575

560–1298

847

665

605

S

126269

281136

732257

2283

2034

29816

434479

H

10,1

72

133

6,5

2

11,3

33,0

TR

0,5

5

6,5

4,5

2

6

7

T

13,2

18–18,6

17,6–19,6

18,4–19,5

18,1–19,9

18,2–21

21,0

pH

9,42

3,14–3,27

7,55–8,16

8,4–8,59

8,44–8,46

6,68–7,32

8,24

Eh

138

539–600

159–196

279–338

261–315

231–281

121

∑ионов

75,7

2606–2618

771–792

213–217

262–265

1404–1593

1238

CО2

9,58

7,95–8,13

3,68–4,16

4,36–4,84

6,39–8,62

3,87

HCO3-

51,7

104–109

78,6–78,8

103–103,2

27,1–28,3

114,5

SO42-

5,7

1964–1996

412–430

75,5–77,3

80–95,2

952–1121

740,2

Cl-

0,8

10,1–10,7

29,4–29,5

0,69

0,3–0,69

14,5–14,6

31,6

F-

0,29

2,15–2,2

0,4–0,41

0,27–0,28

0,37–0,38

1,25–1,3

0,53

Ca2+

10,1

225–233

138–145

39,9–42,9

45,5–53,8

293–310,4

244,9

Mg2+

2,82

217–220

56,4–57,5

6,68–7,06

11,6–13,6

78,8–81

60

Na+

1,49

101–111

15,8–16,5

6,36–6,38

5,32–6,18

22,9–23,7

32,3

K+

0,69

5,15–5,16

6,37–6,39

2,17–2,31

3,02–3,49

13–13,3

11,3

NO3-

0,52

0,47–0,51

2,68–3,31

1,99–2,03

0,64–0,83

0,43–0,68

2,51

NO2-

0,052

< 0,003

0,044–0,057

0,03–0,08

0,01–0,1

0,03

0,05

NH4+

1,12

5,92–6,91

< 0,1

< 0,1

< 0,1

< 0,1–0,17

< 0,1

Si

5,7

10,2–10,3

0,5–0,73

9,79–9,93

8,34–8,56

7,03–7,17

1,16

P

0,063

0,27

0,025–0,027

0,25

0,28–0,31

0,03–0,05

0,02

Примечание: Alt – абсолютная высота (в м); S – площадь (по космоснимку, в м2); H – глубина (в м); TR – прозрачность (в м); T – температура (в °С); Eh – окислительно-восстановительный потенциал (мВ); ∑ионов – сумма ионов (в мг/л); CО2, – концентрация углекислого газа (в мг/л); концентрация (в мг/л) HCO3- – гидрокарбонат-ионов; SO42- – сульфат-ионов; Cl- – хлорид-ионов; F- – фторид-ионов; Ca2+ – ионов кальция; Mg2+ – ионов магния; Na+ – ионов натрия; K+ – ионов калия; NO3- – нитрат-ионов; NO2- – нитрит-ионов; NH4+ – ионов аммония; Si – кремний; P – фосфор, «–» – данные отсутствуют.

Подавляющее число выявленных видов являются космополитами с широкой экологической валентностью (96 %). По биотопической приуроченности преобладают факультативно-планктонные и типично планктонные формы – 82 % общего числа видов. Флора планктона карьерных озер представлена в основном пресноводными видами – индифферентами – более 60 % – и пресноводно-солоноватоводными видами – галофилами – 33,3 %. Анализ распределения водорослей в зависимости от активной реакции показал, что большинство водорослей обследованных водоемов – это алкалифилы (90 %).

Количественное развитие водорослей в карьерных озерах варьировало в широком диапазоне (табл. 2).

Численность водорослей изменялась от 4,8 (Жипкошинский верхний) до 22535,52 тыс. кл./л (Новотроицкий), биомасса – от 8,57 (Жипкошинский верхний) до 1565,52 мг/м3 (Завитинский нижний).

Индекс Шеннона изменялся от 0,49 до 3,12 бит, индекс Пиелоу – от 0,20 до 0,87, индекс доминирования – 0,12 до 0,86 (табл. 2). Полученные высокие значения индексов видового разнообразия, полученные для Балейского карьера, указывают на сложность структуры и высокое разнообразие фитопланктонного сообщества, а также подтверждают полидоминантность доминирующего комплекса фитопланктона. Для остальных карьеров характерны монодоминантные сообщества водорослей с низким видовым разнообразием.

Настоящие результаты подтверждают выводы других исследований [6, 9] о том, что видовое богатство водорослей в неагрессивных и нейтрально-слабощелочных водах значительно выше, чем в водоемах с низким значением рН. Уровень развития водорослей также сравнительно выше в водоемах техногенной природы, которые схожи с естественными лимническими системами.

Зоопланктон техногенных водоемов характеризовался невысоким видовым богатством. Всего отмечено 42 таксона рангом ниже рода, из них 18 видов Rotifera, 14 – Cladocera и 10 – Copepoda. Общее количество таксонов изменялось от 5 (Тасеевский карьер) до 17 (Новотроицкий карьер). Виды имели преимущественно широкое распространение (космополиты – 59 %, голаркты – 24 %, палеаркты – 17 %). По приуроченности к местообитанию, в составе зоопланктона превалировали эврибионтные виды (45 %). На втором месте – истинно планктонные виды (19 %), на третьем – виды, приуроченные к литоральной зоне (16 %). Доля фитофильных и бентических представителей составляла соответственно 13 и 7 %.

Интересной находкой является коловратка Brachionus sericus, обитающая в массе в Тасеевском карьере. Вид является типичным ацидобионтом, широко распространенным в сильнокислых водоемах Европы, Америки (Deneke, 2000). В кислых водах Шерловогорского карьера виды зоопланктона не встречались [9].

Количественные показатели беспозвоночных были низкими и изменялись от 13,19 тыс. экз./м3 и 6,54 мг/м3 (Новотроицкий карьер) до 542,63 тыс. экз./м3 (Жипкошинский нижний карьер) и 1992,60 мг/м3 (Балейский карьер) (табл. 2).

Показатели индексов разнообразия (Hn, Id, e) варьировали в широком диапазоне: от 0,07 до 3,13 бит, от 0,18 до 0,98, от 0,03 до 0,98 соответственно. По условному разделению значений индексов водоемы классифицировались от олиго-мезотрофного типа с высоким видовым разнообразием и выравненностью сообщества зоопланктона (водоемы Балейского месторождения) до характеристик, указывающих на экстремальные экологические условия (водоемы Тасеевского и Жипкошинского месторождений).

Корреляционные тепловые карты (рис. 2), построенные для карьерных озер, определили факторы, влияющие на развитие планктонных сообществ.

Для планктона Балейского озера корреляционным анализом выявлена сильная теснота связи (-0,9998–0,9992, р < 0,05) обилия всех групп водорослей c глубиной, прозрачностью, температурой, pH, Eh, с содержанием CО2, HCO3-, SO42-, NO3-, NO2-. Для зоопланктона установлена тесная взаимосвязь содержания ионов Mg2+ и Na+ с численными характеристиками коловраток и содержания ионов NO3-, NO2-, P с биомассой кладоцер.

В Новотроицком карьере отмечена тесная достоверная отрицательная корреляция pH с численностью коловраток (-0,9506, р < 0,049) и достоверная положительная связь с Hn (0,9695, р < 0,030). Других достоверных корреляций не отмечено.

В Тасеевском карьере выявлена отрицательная корреляционная зависимость в диапазоне от -0,9950 до -0,9948 (р < 0,05) численности диатомовых и эвгленовых водорослей с P, K+ и NO3-. Численность зоопланктона достоверно (р < 0,05) отрицательно коррелировала с температурой (-0,9789), NO3- (-0,9859) и положительно – с NH4-+ (0,9937) и SO42- (0,9926).

Таблица 2

Показатели структуры (N – численность, B – биомасса) и разнообразия (Hn – индекс Шенона, Id – индекс доминирования, e-индекс Пиелоу) планктона техногенных водоемов в августе 2022 г.

Название станции

Новотроицкий карьер

Тасеевский карьер

Балейский карьер

Жипкошинский верхний карьер

Жипкошинский нижний карьер

Завитинский верхний карьер

Завитинский нижний карьер

Фитопланктон

N, тыс. кл./л

1277,90–22535,52

0–37,34

643,00–929,88

4,8–36,12

0,62–16,1

52,44–195,92

384,56–589,10

B, мг/м3

309,37–1215,27

0–27,68

183,75–674,56

8,57–18,67

0,124–13,78

99,90–127,17

324,82–1565,52

N

Cyanobacteria

1161,52–22052,16

0

517,20–699,22

0

0–0,84

0

0

Chrysophyta

1,38–18,24

0

0

0

0

1,84–3,72

0

Bacillariophyta

112,7–465,12

0–32,63

10,25–63,08

0–1,68

0,62–16,1

20,24–186,00

376,68-573,62

Dinophyta

0

0

1,36–4,56

0

0

3,72–14,72

3,51-19,44

Chlorophyta

0–0,46

0

110,16–159,22

4,8–34,44

0

2,48–15,64

1,72-6,84

Charophyta

0–1,84

0

3,040–4,08

0

0–0,84

0

0

Euglenophyta

0

0–4,71

0–0,76

0

0

0

0-0,87

B

Cyanobacteria

223,14–749,64

0

25,04–48,77

0

0–0,02

0

0

Chrysophyta

0,83–10,94

0

0

0

0

2,39–3,49

0

Bacillariophyta

84,24–454,69

0–27,25

78,67–493,11

0–0,34

0,124–13,78

13,2–65,28

214,71-989,00

Dinophyta

0

0

43,52–140,22

0

0

29,76–110,40

101,62-563,76

Chlorophyta

0–0,5

0

10,3415,16

8,57–18,33

0

1,18–1,37

0,03-12,76

Charophyta

0–1,11

0

0–2,45

0

0–0,76

0

0

Euglenophyta

0

0–0,43

0–0,04

0

0

0

0

Доминирующие виды

Asp, Ac

Nsp

Gc, Mp

Aa, Om

Nsp

Fc, Fr, Psp

Fc, Nsp

Hn, бит

0,49–1,69

2,2

1,98–2,76

0,59

1,92–3,12

0,74–2,67

0,49–1,09

Id

0,39–0,86

0,9

0,23–0,32

0,83

0,12–0,28

0,19–0,80

0,44–0,85

e

0,35–0,53

0,2

0,79–0,87

0,42

0,35–0,38

0,38–0,79

0,35–0,64

Зоопланктон

N, тыс. экз./м3

13,19–76,61

26,68–47,39

42,81–74,54

131,10–182,57

146,21–542,63

14,62–21,71

17,53–22,14

B, мг/м3

6,54–161,29

15,18–69,32

272,33–1992,60

191,79–1101,25

324,63–880,54

26,05–93,98

54,52–176,96

N

Rotifera

11,99–72,28

26,68–47,35

18,33–38,27

128,1–176,66

144,50–539,60

9,74–20,43

3,34-11,93

Copepoda

1,16–1,49

0–0,02

17,12–24,70

2,88–4,50

0,62–0,86

1,24–4,88

1,93-13,99

Cladocera

0,04–2,83

0–0,02

7,36–11,57

0,14–1,41

0,85–2,42

0–0,04

3,68-4,81

B

Rotifera

6,03–20,01

15,18–69,02

112,67–401,35

132,09–183,58

150,74–625,15

10,16–23,8

2,54-17,02

Copepoda

6,54–39,48

0–0,07

139,99–658,0

20,16–27,75

1,09–37,90

2,16–83,82

6,26-152,50

Cladocera

0,26–101,80

0–0,23

19,67–933,25

31,95–897,50

135,99–254,34

0–0,09

21,91-31,24

Доминирующие виды

Kl, Sp, Kc

Bu

Fl, Cycl, Ni, Ed

Kq

Kq

Kq, Cycl

Cv, Kq, Ed, Dl

Hn, бит

2,35–3,13

0,2

2,59–2,85

0,33–0,46

0,07–0,15

0,63–0,92

1,20–2,25

Id

0,18–0,38

0,97

0,20–0,25

0,92

0,98

0,55–0,84

0,23–0,45

e

0,78–0,98

0,13

0,70–0,96

0,17–0,20

0,03–0,10

0,45–0,68

0,62–0,97

Примечание: Asp – Anabaena sp.; Ac – Aphanothece clathrate West & G.S.West 1906; Nsp – Nitzschia sp.; Gc – Gloeocapsa crepidinum (Thuret) Thuret 1876; Mp – Microcystis pulverea (H.C.Wood), 1907; Aa – Ankyra ancora f. issaevi (Kisselev) Fott 1974; Om – Oocystis marssonii Lemmermann 1898; Fc – Fragilaria crotonensis Kitton 1869; Fr – Fragilaria radians (Kützing) D.M. Williams & Round 1988; Ed – Euchlanis dilatata Ehrenberg, 1832; Bu – Brachionus urceus sericus Rousselet, 1907; Kq – Keratella quadrata (Müller, 1786); Kc – K. cochlearis (Gosse, 1851); Kl – Kellicottia longispina (Kellicott, 1879); Sp – Synchaeta pectinata Ehrenberg, 1832; Fl – Filinia longiseta (Ehrenberg, 1834); Dl – Daphnia longispina s.lat. (O.F. Müller, 1785); Ni – Neutrodiaptomus incongruence (Poppe, 1888); Cv – Cyclops vicinus Uljanin, 1875; Cycl – Cyclopoida.

missing image file

Рис. 2. Коэффициенты корреляции между показателями планктона и физико-химическими показателями: Alt – абсолютная высота (в м); S – площадь (в км2); H – глубина (в м); TR – прозрачность (в м); T – температура (в °С); pH; Eh – окислительно-восстановительный потенциал (мВ); ∑ионов – сумма ионов (в мг/л); CО2 – концентрация углекислого газа (в мг/л); концентрация (в мг/л); HCO3- – гидрокарбонат-ионов; SO42- – сульфат-ионов; Cl- – хлорид-ионов; NO3- – нитрат-ионов; NO2- – нитрит-ионов; F- – фторид-ионов; Ca2+ – ионов кальция; Mg2+ – ионов магния; Na+ – ионов натрия; K+ – ионов калия; NO3- – нитрат-ионов; NO2- – нитрит-ионов; NH4+ – ионов аммония; Si – кремний; P – фосфор

Для Завитинских карьеров корреляционный анализ позволил выявить сильную положительную и отрицательную тесноту связи (-0,9524 – -0,9994...0,9597 – 0,9989, р < 0,05) обилия динофитовых и зеленых водорослей, а также коловраток и ветвистоусых с показателями макрокомпонентного состава.

В Жипкошинских карьерах для планктона отмечены высокие значения значимых корреляций (р < 0,05) со многими переменными окружающей среды. Так, численность фитопланктона положительно коррелировала с глубиной и прозрачностью воды, биомасса – с Eh. Численность и биомасса диатомей – отрицательно с содержанием Na+, Cl- и положительно – с SO42-. Индексы видового разнообразия – положительно с рН и глубиной. Численность Rotifera положительно коррелировала с содержанием CО2, Ca2+, биомасса – отрицательно с SO42-. Для численности Copepoda установлена высокая отрицательная связь с суммой ионов , Mg2+, HCO3-, F-, и положительная – с NO3- и Si.

Таким образом, во всех карьерных озерах, за исключением Новотроицкого, организмы планктона наиболее чувствительны к макрокомпонентному составу вод. Гидрохимический состав оказывает влияние на динофитовые, зеленые и диатомовые водоросли и коловраток. Для Новотроицкого карьера определяющим фактором является щелочность вод.

Наши результаты по влиянию факторов среды на развитие гидробионтов подтверждаются исследованиями других авторов [11], показавшими, что состав и структура планктонных биоценозов в техногенных водоемах определяются совокупностью комплекса абиотических параметров.

В обследованных карьерных водоемах видовое богатство фито- и зоопланктона формировали 48 таксонов водорослей рангом ниже рода и 42 вида беспозвоночных. По таксономическому составу фитопланктон имел цианобактериально-диатомовый характер с некоторой долей участия зеленых водорослей. В зоопланктоне качественно богатыми были коловратки и ветвистоусые ракообразные.

По географическому распространению в фито- и зоопланктоне доминируют космополиты, по местообитанию – планктонно-бентосные и планктонные виды водорослей и эврибионтные виды беспозвоночных, что в целом отражает экологическое состояние водоемов и сложившиеся в них условия.

Диапазон численности фитопланктона изменялся от 37,34 до 22535,52 тыс. кл./л. биомассы – от 27,28 до 1565,52 мг/м3. Общая численность зоопланктона варьировала в пределах 13,19–542,63 тыс. экз./м3. Доминирующий комплекс сообществ зоопланктона слагался преимущественно мелкоразмерными формами (Rotifera и ювенильные Cyclopoida), что и обусловило низкие значения общей биомассы (6,54–1992,60 мг/м3).

Значения индексов видового разнообразия по фитопланктону, полученные для Балейского карьера, указывают на сложность структуры и высокое биоразнообразие сообщества, а также подтверждают полидоминантность доминирующего комплекса фитопланктона. Для остальных карьеров характерны монодоминантные сообщества водорослей с низким видовым разнообразием. По зоопланктону, Балейское, Новотроицкое и Завитинское карьерные озера можно отнести к водоемам мезотрофного типа. Тасеевский карьер отличался экстремальными экологическими условиями, вследствие низких показателей рН.


Библиографическая ссылка

Ташлыкова Н.А., Афонина Е.Ю., Замана Л.В., Абрамова В.А., Таскина Л.В., Куклин А.П. ТЕХНОГЕННЫЕ ВОДОЕМЫ (ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ КРАЙ): ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ // Успехи современного естествознания. – 2023. – № 8. – С. 66-75;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=38090 (дата обращения: 18.07.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674