Индикаторное значение прибрежно-водных растений

Специалисты постоянно делают попытки классифицировать водоемы исходя из интенсивности развития прибрежно-водной растительности с выделением наиболее характерных видов для того или иного типа вод. Однако, как выяснилось, значительная часть водных растений обладает высокой толерантностью, что затрудняет использование их в качестве индикаторных видов.

Такие виды как Zostera marina, Z. nana, Z. minor, Ruppia maritima, R. spiralis, в меньшей степени – Nayas marina, Potamogeton pectinalis, Bulboschoenus maritimus, являются характерными для класса хлоридных вод. Они обитают в прибрежье морей и в озерах соленостью до 8 ‰ и более. Кроме того, известна группа видов прибрежно-водных растений, которые можно считать индикаторами определенного состояния и трофности водной среды. Наличие в водоемах полушника озерного (Isoetes lacustris), полушника иглистого (I.echinospora), лобелии Дортманна (Lobelia dortmanna), урути очередноцветковой (Myriophyllum alterniflorum) указывает на чистоту и олиготрофию вод. Массовое развитие рясковых указывает на неблагополучие в экосистеме. Обилие ряски трехдольной (Lemna trisulca) говорит о большом количестве в среде биогенных веществ, развитие ряски маленькой (L.minor) и многокоренника (Spirodela polyrhiza), помимо эвтрофирования, свидетельствует о сельскохозяйственном загрязнении. Многокоренник способен развиваться на концентрированных стоках животноводческих комплексов. Локальное интенсивное развитие рясковых указывает на места поступления биогенных веществ в водоемы. О наличии антропогенного воздействия на водные экосистемы свидетельствует пышное развитие стрелолиста обыкновенного (Sagittaria sagittifolia), частухи подорожниковой (Alisma plantago-aquatica), элодеи канадской (Elodea canadensis), телореза алоэвидного (Stratiotes aloides), роголистника погруженного (Ceratophyllum demersum) и урути колосистой (Myriophyllum spicatum). При индикации трофности водной среды с помощью отдельных видов растений могут быть использованы признаки жизненного состояния растений (развитие нормальное, выше или ниже нормального) и общий облик растений. Чрезмерное развитие или угнетенное состояние растений свидетельствует о необходимости обратить внимание на состояние качества воды.

Большими (по сравнению с отдельными видами растений) индикаторными возможностями обладают растительные сообщества, так как они размерами своих ареалов способны отражать всякие, даже незначительные изменения в условиях среды. Анализ развития водной растительности в водоемах, подверженных разной степени эвтрофирования, позволяет сделать следующие выводы:

1. Погруженная растительность достаточно полно характеризует состояние водоемов и происходящие в них изменения;

2. Биомасса гидрофитов и индекс сапробности, рассчитанный по индикаторному весу погруженных растений, могут служить показателями качества воды и степени эвтрофирования водоемов.

3. Антропогенное эвтрофирование водоемов приводит к структурной перестройке сообщества гидрофитов; в результате изменяется видовой состав доминирующего комплекса, появляются или исчезают индикаторные виды; по мере возрастания трофности водоема олигосапробные виды уступают место β –мезосапробным, которые, в свою очередь, заменяются α –мезосапробными видами.

4. Прибрежно-водная растительность более консервативна, чем сообщества фито-, зоопланктона и бентоса, поэтому видовой состав макрофитов, их биомасса и проективное покрытие могут являться показателями изменения качества воды.

Таким образом, видовой состав прибрежно-водной растительности позволяет достаточно точно охарактеризовать экологическое состояние экосистемы. В настоящее время широко применяется методика индикации вод по биологическим показателям, которая широко используется в практике гидробиологических исследований. Для анализа качества вод используются индикаторные организмы и специальные методы, среди которых наиболее популярной является система Кольквитца-Мерссона и ее модификации.

Высшие водные растения как индикаторы изменения качества воды наряду с другими организмами находят широкое применение при биологическом анализе и проведении санитарно-гидробиологических исследований. Однако необходимо иметь в виду, что растения обладают довольно широкими географическими и экологическими ареалами, причем в различных физико-географических условиях одни и те же виды могут встречаться в водоемах различного трофического уровня и могут иметь разное индикаторное значение. Поэтому при разовых наблюдениях по присутствию

или отсутствию какого-либо вида нельзя давать оценку качества среды. Кроме того, для определенного географического региона или группы водоемов необходимо выбирать виды, проявляющие индикаторные свойства в конкретных условиях. Трудность выявления видов-индикаторов у водных растений связана также с весьма скудными сведениями об экологии и физиологии большинства этих видов (Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод..., 1992).

В «Унифицированных методах исследования качества вод» (1977) приведены списки сапробных организмов, где водные растения распределены по пяти классам сапробности для пресных вод с указанием степени сапробности - s, сапробного индекса - S и индикаторного значения вида - I.

Структурную перестройку сообществ гидрофитов и количественную оценку изменения качества воды отражает индекс сапробности S. Этот индекс, рассчитанный для погруженной растительности, хорошо согласуется с лимническими показателями водоема. Погруженная растительность достаточно полно характеризует общее состояние водоемов и изменение в них экологических условий. Наибольшей устойчивостью по отношению к возрастающей антропогенной нагрузке характеризуются озера с развитой погруженной растительностью (в основном элодея, рдесты, роголистник, уруть и др.). Озера этой группы имеют самый богатый и в то же время однородный состав гидрофитов (индекс видового сходства Жаккара 50-75%; Индекс сапробности составляет 1,6-1,8.

Менее устойчивыми к увеличению антропогенной нагрузки являются водоемы с преобладанием в растительном покрове харовых водорослей. Это, как правило, слабо минерализованные озера с признаками олиготрофии (индекс сапробности 1,5-1,6; коэффициент видового сходства 25-50%).

Слабо минерализованные озера с доминированием олигосапробных видов (полушник озерный, водные мхи) отличаются бедностью и специфичностью видового состава растений (индекс сапробности низкий – 1,2, а коэффициент видового сходства до 25%).

С увеличением биогенной нагрузки (среднегодовая концентрация общего фосфора в пределах 0,05-0,15 мг Р/л) фитопланктон способен конкурировать с погруженными гидрофитами и вызывает «цветение» воды. Это приводит к уменьшению прозрачности, и в результате – исчезновению отдельных видов растений и сокращению площади зарастания. Удельный вес погруженной растительности снижается до 20-40% массы гидрофитов. Индекс сапробности возрастает до 1,8-2,0 за счет исчезновения β –мезосапробных видов (роголистника, урути, элодеи, широколистных рдестов) и появления α –мезосапробных видов (штукении гребенчатой, рдеста курчавого и др.). В таких озерах преобладает воздушно-водная растительность и растения с плавающими листьями. В озерах, подверженных антропогенному эвтрофированию, погруженная растительность почти полностью отсутствует. Средняя концентрация общего фосфора в них превышает 0,15 мг Р/л, что приводит к интенсивному развитию фитопланктона. Индекс сапробности, рассчитанный по гидрофитам, составляет 2,0-2,3.