Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ЭКОЛОГО-ТАКСОНОМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МАКРОФИТОБЕНТОСА РАЙОНА ВЫПУСКА НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД ПНБ «ШЕСХАРИС» (ЦЕМЕССКАЯ БУХТА, ЧЕРНОЕ МОРЕ)

Березенко Н.С. 1
1 ФГБОУ ВПО «Государственный морской университет им. адм. Ф.Ф. Ушакова»
Приведен анализ эколого-таксономического состава осеннего макрофитобентоса районов старого и нового выпусков нефтесодержащих сточных вод ПНБ «Шесхарис» в Цемесской бухте Чёрного моря. Альгофлора исследованных районов насчитывает 57 видов макрофитов, относящихся к 33 родам, 21 семейству, 17 порядкам отделов Chlorophyta, Phaeophytа и Rhodophyta. По разнообразию таксономического и видового составов водорослей доминирует Rhodophyta, в его составе – порядок Ceramiales. Таксономическая структура в районе старого выпуска нефтесодержащих сточных вод более вариабельна, чем у нового выпуска. Сходство альгофлор подчеркивается доминированием количественных показателей отделов в последовательности Rhodophyta → Chlorophyta → Phaeophytа. Совпадение видовых таксонов увеличивается в ряду Phaeophytа → Chlorophyta → Rhodophyta. В районе нового выпуска сточных вод таксономическая структура макрофитобентоса упрощенная.
Цемесская бухта
ПНБ «Шесхарис»
макрофитобентос
макроводоросли
таксономический состав
встречаемость
сходство
нефтяное загрязнение
1. Зинова А.Д. Определитель зеленых, бурых и красных водорослей южных морей СССР. – Л.: Наука, 1967. – 400 с.
2. Мильчакова Н.А. Бурые водоросли Черного моря: систематический состав и распространение // Альгология. – 2002. – 12, № 3. – С. 324 – 337.
3. Мильчакова Н.А. Систематический состав и распространение зеленых водорослей-макрофитов (Chlorophyceae Wille s.l.) Черного моря // Альгология. – 2003. – 13, № 1. – С. 70–82.
4. Мильчакова Н.А. Красные водоросли (Rhodophyceae Rabenh.) Черного моря. Ceramiales: систематический состав и распространение // Альгология. – 2004. – 17, № 1. – С. 73–85.
5. Миркин Б.М., Розенберг Г.С., Наумова Л.Г. Словарь понятий и терминов современной фитоценологии. – М.: Наука, 1989. – 223 с.
6. Калугина А.А. Исследование донной растительности Чёрного моря с применением легководолазной техники // Морские подводные исследования. – М.: Наука, 1969. – С. 105–113.
7. Калугина-Гутник А.А. Фитобентос Черного моря. – Киев: Наукова Думка, 1975. – 248 с.
8. Шенников А.П. Введение в геоботанику. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1964. – 447 с.
9. Cheney D.T. R + C/P – a nev and improved ratio for comparing seaweed floras // J. Phycol. – 1977. – 13, № 2. – Р. 12.

Прибрежная зона моря является первым уровнем, на который поступает основное количество загрязняющих веществ от источников, расположенных на его берегах. В этом плане, морские водоросли, являясь первичными продуцентами органического вещества, играют решающую роль в функционировании всей экосистемы водоёма и отдельных ее компонентов. Макрофитобентос выполняет роль мощного фильтра различных загрязняющих веществ, поступающих в его пределы, участвует в потреблении, распределении, переработке этих веществ и, по сути, обеспечении питания других структурных уровней шельфовой зоны моря.

Цемесская бухта по масштабам портово-промышленной и транспортной деятельности и, следовательно, по совокупности антропогенных воздействий на морскую среду не имеет себе равных в Азово-Черноморском регионе России. Существенный вклад в загрязнение прибрежной зоны восточного побережья бухты вносят нефтепродукты, попадающие в море в составе сточных вод перевалочной нефтебазы «Шесхарис» (далее по тексту – ПНБ «Шесхарис»). Начиная с 1963 и до 1977 г. сброс частично очищенных нефтесодержащих сточных вод предприятия осуществлялся из системы прудов-отстойников через подводный дюкер. В последующие 35 лет сточные воды отводятся в море в другом районе и только через глубоководный выпуск (удаление от берега 600 м). Расстояние от оголовка нового выпуска сточных вод предприятия до старого выпуска из прудов-отстойников составляет около 1 км.

Макрофиты, являясь прикрепленными организмами моря, представляют главную мишень воздействия нефтепродуктов, они особенно остро реагируют на любые изменения качества водной среды. Изучение видового состава и функционирования прибрежных водорослевых сообществ в условиях нефтяного загрязнения моря тесно связано с познанием процессов самоочищения водной среды и скорости восстановления фитоценозов.

Актуальность этой проблемы, исходя из требований российского законодательства в области охраны окружающей среды, а также с точки зрения решения практических задач гидротехнического и рекреационного строительства, очевидна.

Макрофитобентос Цемесской бухты относительно хорошо изучен. Большая часть работ посвящена изучению водорослей в летний период и в наиболее экологически напряженных районах (порт и прилегающая акватория). На сегодняшний день отсутствуют данные о современном состоянии макрофитобентоса в районе старого выпуска нефтесодержащих сточных вод ПНБ «Шесхарис» из системы прудов-отстойников, а по району нового глубоководного выпуска имеются лишь разрозненные данные разных лет исследований, выполненные в летний период года.

Цель данной работы – исследование эколого-таксономического разнообразия осеннего макрофитобентоса в районах старого и нового выпусков нефтесодержащих сточных вод ПНБ «Шесхарис».

Материал и методы исследований

Объектом исследований являлись водорослевые бентосные сообщества районов старого и нового выпусков нефтесодержащих сточных вод ПНБ «Шесхарис» (рис. 1).

Работы выполнялись на участке шельфа восточного побережья Цемесской бухты от нефтегавани до прудов-отстойников. Отбор качественных проб осуществлялся в конце сентября – начале октября 2013 г. по общепринятой гидроботанической методике (Калугина, 1969) с помощью водолаза с берега (глубины до 3 м) и малых плавсредств (глубины до 10 м). Всего было отобрано и обработано 32 качественные пробы водорослей. Видовой состав макрофитов определяли по «Определителю зеленых, бурых и красных водорослей южных морей СССР» [1] с учетом современных номенклатурных изменений [2–4]. Водоросли определены до вида. Для сравнительной оценки видовой структуры макрофитобентоса в районах наблюдений применены коэффициенты встречаемости (R), флористического сходства (КJ), флористический (Рфлор), предложенный Д.Т. Ченеем [7–9].

Результаты исследований и их обсуждение

На участке исследований прибрежная зона моря характеризуется выраженным микрорельефом дна с резко нарастающими глубинами. От уреза воды до глубины 5–7 м дно слагается галечниково-валунным материалом, пересечено скальными грядами, в складках – накопления мелкого гравийного материала с песком и признаками заиления. Глубже микрорельеф сглаживается, уступая место алеврито-пелитовым илам. На галечниках до глубины 0,3–0,5 м макроводоросли не обнаружены, что связано с высокой прибойностью и характером сложения донных грунтов.

pic_1.tif

Рис. 1. Карта-схема расположения районов исследований макрофитобентоса в Цемесской бухте

Проведенные исследования в двух районах (нового и старого выпусков) позволили обнаружить 57 видов макрофитов, относящихся к 33 родам, 21 семейству, 17 порядкам отделов Chlorophyta, Phaeophytа и Rhodophyta (таблица). По разнообразию таксономического состава водорослей доминируют виды отдела Rhodophyta, составляя более 57 % общего числа видов и родов, 48 % семейств, 41 % порядков. Наиболее многочисленный в видовом отношении порядок Ceramiales (3 семейства и 9 родов) включает 35,1 % общего числа видов макрофитобентоса. Основу видового разнообразия составляют семейства Ceramiaceae и Rhodomelaceae, на долю которых в сумме приходится 57,6 % общего числа видов данного отдела водорослей.

Видовой состав макрофитобентоса в районах выпусков нефтесодержащих сточных вод ПНБ «Шесхарис» (28.09. – 04.10.2013 г.)

№ п/п

Отдел, вид

Экологические показатели*

Район

Новый выпуск

Старый выпуск

1

2

3

4

5

Phaeophyta

1.

Myrionema balticum (Reinke) Foslie

М

+

2.

Ectocarpus confervoides (Roth) Le Jolis

М

+

3.

Entonema oligosporum (Strömf.)

М

+

+

4.

Nereia filiformis (J.Ag.) Zanard.

О

+

5.

Sphacelaria cirrosa (Roth) Ag.

М

+

+

6.

Cladostephus verticillatus (Lightf.)

О

+

+

7.

Cystoseira barbata (Good. et Wood.) Ag.

М

+

+

8.

C. crinita Bory

О

+

+

9.

Padina pavonia (L.) Gaill.

О

+

Chlorophyta

1.

Acrosiphonia centralis (Lyngb.) Kjellm.

О

+

2.

Enteromorpha prolifera (O. Müll.) J. Ag.

М

+

+

3.

E. linza (L.) J. Ag.

М

+

4.

E. intestinalis (L.) Link.

П

+

+

5.

E. flexuosa (Wulf.) J. Ag.

М

+

6.

Chaetomorpha aёrea (Dillw.) Kütz.

М

+

+

7.

Cladophora echinus (Bias.) Kütz.

О

+

8.

C. albida (Huds.) Kütz.

П

+

+

9.

C. laetevirens (Dillw.) Kütz.

П

+

+

10.

C. vadorum (Aresch.) Kütz.

М

+

+

11.

C. liniformis Kütz.

П

+

12.

C. sericea (Huds.) Kütz.

М

+

13.

C. dalmatica Kütz.

О

+

14.

Cladophoropsis membranacea (Ag.) Börg.

П

+

+

15.

Codium vermilara (Olivi) Delle Chiaje

О

+

+

Rhodophyta

1.

Asterocytis ramosa (Thw.) Gobi

П

+

2.

Goniotrichum elegans (Chauv.) Zanard.

М

+

3.

Erythrotrichia carnea (Dillw.) J.Ag.

П

+

4.

Kylinia secundata (Lyngb.) Papenf.

М

+

+

5.

K. virgatula (Harv.) Papenf.

М

+

6.

Gelidium crinale (Turn.) Lamour.

О

+

+

7.

G. latifolium (Grev.) Born. et Thur.

М

+

+

8.

Melobesia farinosa Lamour.

?

+

+

9.

Corallina mediterranea Aresch.

О

+

+

10.

C. granifera Ell. et Soland.

О

+

11.

Jania rubens (L.) Lamour.

О

+

12.

Gracilaria verrucosa (Huds.) Papenf.

О

+

1

2

3

4

5

13.

Phyllophora nervosa (DC.) Grev.

О

+

+

14.

Antithamnion plumula (Ell.) Thur.

П

+

15.

Ceramium ciliatum (Ell.) Ducl.

О

+

+

16.

C. rubrum (Huds.) Ag.

П

+

+

17.

C. elegans Ducl.

П

+

+

18.

C. tenuissimum (Lyngb.) J.Ag.

М

+

19.

C. diaphanum (Lightf.) Roth.

П

+

20.

Callithamnion corymbosum (J. E. Smith) Lyngb.

М

+

21.

Spermothamnion strictum (Ag.) Adriss.

М

+

+

22.

Apoglossum ruscifolium (Turn.) J. Ag.

М

+

+

23.

Polysiphonia denudata (Dillw.) Kütz.

О

+

+

24.

P. subulifera (Ag.) Harv.

М

+

+

25.

P. breviarticulata (Ag.) Zanard.

?

+

26.

P. opaca (Ag.) Zanard.

М

+

+

27.

P. pulvinata Kütz.

О

+

28.

Lophosiphonia reptabunda (Suhr) Kylin

М

+

29.

Chondria tenuissima (Good. et Wood) Аg.

О

+

+

30.

Ch. dasyphylla (Wood.) Ag.

О

+

31.

Laurencia paniculata J. Ag.

О

+

32.

L. obtusa (Huds.) Lamour.

М

+

+

33.

L. hybrida (DC.) Lenorm.

О

+

Всего

 

36

50

Примечание. * – О – олигосапробы, М – мезосапробы, П – полисапробы; ? – не известно.

Количество видов Chlorophyta в 1,7 раза превышает Phaeophytа. Среди Chlorophyta по таксономическому составу доминирует порядок Cladophorales (60 % общего числа видов), у Phaeophytа распределение видов по отдельным надвидовым таксонам примерно одинаковое.

Большинство семейств (57,1 %) и родов (69,7 %) относятся к монотипическим. Высоким видовым разнообразием характеризуются Сladophoraceae, Rhodomelaceae и Ceramiaceae, на их долю приходится до 49 % общего числа зарегистрированных видов водорослей. Наибольшую видовую насыщенность имеет род Cladophora (7 видов), в составе родов Polysiphonia и Ceramium – по 5 видов. Среднее число видов в роде составляет 2,6.

Отличительной особенностью структуры фитоценозов исследованных районов является высокое видовое разнообразие (87,7 общего числа видов) сообществ у старого выпуска. Ведущее положение в структуре имеют Phaeophytа и Rhodophyta (составляют в сумме более 66 % видов). При этом в таксономической структуре Phaeophytа число родов и порядков не зависит от принадлежности сообщества к тому или иному исследованному району. Из Chlorophyta высоким видовым разнообразием отличается Сladophoraceae (66,7 % от общего числа видов отдела).

В районе нового выпуска зарегистрировано на 28 % видов меньше, чем у старого выпуска. Макроводоросли, принадлежащие к порядку Dictyotales, отмечены только в районе нового выпуска. Коэффициент флористического сходства состава выделенных таксонов альгофлор варьирует в интервале 32,7–35,7. По количеству видов наибольшее отличие обнаружено у Rhodophyta. Особенностью родовой структуры альгофлоры района нового выпуска является более низкая видовая насыщенность Polysiphonia, Ceramium и Cladophora и более высокая – Enteromorpha. Сопоставление изменчивости таксономической структуры отделов в каждом из характеризуемых районов показало, что наибольший предел вариаций числа видов прослеживается у порядков Rhodophyta и Chlorophyta, у семейств – Rhodomelaceae, Ceramiaceae и Сladophoraceae.

Малое количество бурых видов водорослей в исследованных районах (15,8 % общего числа видов), являющихся индикаторами чистых вод, определило высокое значение флористического коэффициента Чени (Рфлор = 5,3), что характерно для районов со средней степенью загрязнения морской воды (пределы Рфлор от 3 до 6). Распределение видов по группам сапробности показало превалирование олигосапробов в районе старого выпуска (38 % общего числа видов). Это позволяет сделать вывод, что основным фактором, влияющим на флористический состав макроводорослей в районе нового выпуска, является хроническое нефтяное загрязнение.

В целом макрофитобентос исследованных районов характеризуется выраженной индивидуальностью флористического состава (рис. 2). На это указывает и тот факт, что виды 4 порядков (Chordariales, Sporochnales, Goniotrichales, Bangeales) отмечены только у старого выпуска.

pic_2.tif

pic_3.tif

Рис. 2. Флористическая структура макрофитобентоса в районах старого и нового выпусков нефтесодержащих сточных вод ПНБ «Шесхарис»

Анализ распределения видов макроводорослей по величине коэффициента встречаемости показал, что в составе альгофлоры районов наибольшее количество видов (56,1 % общего числа видов) имеют низкий показатель (R = 1 – < 20 %) и относятся к I классу постоянства [5]. Доля видов, отнесенных к наивысшему V классу (R = 81–100 %), составляет всего 15,8 % общего числа видов.

Заключение

Район произрастания макроводорослей, а вернее уровень нефтяного загрязнения вод, определенным образом влияет на основные характеристики его водорослевых сообществ.

Альгофлора исследованных районов старого и нового выпусков нефтесодержащих сточных вод ПНБ «Шесхарис» насчитывает 57 видов макрофитов, относящихся к 33 родам, 21 семейству, 17 порядкам отделов Chlorophyta, Phaeophytа и Rhodophyta. По разнообразию таксономического и видового составов водорослей доминирует Rhodophyta, в его составе – порядок Ceramiales.

Таксономическая и видовая структура фитоценозов изученных районов имеет выраженные качественные различия. В составе макрофитобентоса районов отмечено около половины одинаковых видов. Сходство альгофлор подчеркивается доминированием количественных показателей отделов в последовательности Rhodophyta → Chlorophyta → Phaeophytа. Совпадение видовых таксонов увеличивается в ряду Phaeophytа → Chlorophyta → Rhodophyta.

В районе нового выпуска нефтесодержащих сточных вод таксономическая структура макрофитобентоса упрощенная, что обусловлено хроническим нефтяным загрязнением водной среды. У старого выпуска фитобентос находится в стадии естественных сукцессионных процессов, направленных на восстановление видового разнообразия и структуры сообществ.

Рецензенты:

Туркин В.А., д.т.н., профессор, начальник кафедры «Техносферная безопасность на транспорте», ФГБОУ ВПО «ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова», г. Новороссийск;

Страхова Н.А., д.т.н., профессор кафедры «Техносферная безопасность на транспорте», ФГБОУ ВПО «ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова», г. Новороссийск.


Библиографическая ссылка

Березенко Н.С. ЭКОЛОГО-ТАКСОНОМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МАКРОФИТОБЕНТОСА РАЙОНА ВЫПУСКА НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД ПНБ «ШЕСХАРИС» (ЦЕМЕССКАЯ БУХТА, ЧЕРНОЕ МОРЕ) // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 6-2. – С. 219-224;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=38544 (дата обращения: 13.12.2019).

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 = 1.074