42 особенности функционирования водных экосистем под

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ
ПОД ВЛИЯНИЕМ ВЫСОКИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ МИНЕРАЛЬНОГО АЗОТА
В.Д. Романенко, Ю.Г. Крот, И.Н. Коновец, Л.С. Кипнис, Т.Я. Киризий,
Т.И. Леконцева, Е.В. Старосила, М.Т. Гончарова, А.Б. Подругина
PECULIARITIES OF THE FUNCTIONING OF AQUATIC ECOSYSTEMS UNDER
THE IMPACT OF HIGH CONCENTRATION OF MINERAL NITROGEN
V. Romanenko, Y. Krot, I. Konovets, L. Kipnis, T. Kiriziy, T. Lekontseva, E. Starosila,
M. Goncharova, A. Podrugina
Институт гидробиологии НАН Украины, г. Киев, [email protected]
На территории одного из старейших дендропарков Украины «Александрия» (г. Белая
Церковь) последние десять лет наблюдается интенсивное антропогенное загрязнение каскада
водоемов соединениями минерального азота. Ввиду локального поступления загрязняющих
веществ в верхнюю часть каскада наблюдается значительный градиент их концентраций по мере удаления от источника загрязнения: азот аммонийный от 850 до 35, нитритный – от 3,5 до
1,0, нитратный – от 62 до 26 мг N /дм3, хлориды – от 680 до 320 мг /дм3 при общем уровне минерализации от 2111 до 1512 мг/дм3. Токсикологическая оценка качества воды методами биотестирования показала ее высокую токсичность в месте поступления загрязнений: среднелетальные разбавления (СР50) для Poecilia reticulata, Lactuca sativa и Daphnia magna составляли
1,8; 0,91 и 0,08 %, витальные разбавления (СР0) – 1:1000, 1:10000 и 1:10000 соответственно.
Донные отложения на данном участке проявляли генотоксический эффект, количество микроядер в клетках апикальной меристемы Allium cepa достигало 32,3 ‰. С уменьшением уровня
загрязнения отмечено снижение токсичности воды для животных тест-организмов в 30 раз, генотоксичности донных отложений – в 2 раза.
Изучение структурно-функциональных характеристик биоты антропогенно измененной
экосистемы выявило трансформацию иерархической структуры сообщества гидробионтов. В условиях экстремальной нагрузки минеральным азотом отмечено выпадение высшего звена трофической цепи – ихтиофауны. С увеличением концентрации минерального азота в водной среде регистрировали снижение видового разнообразия и значительное падение показателей количественного развития фито- (не более 5,7 г/м3) и зоопланктона (0,001−6,4 г/м3). Характерны резкие
колебания биомассы планктонных организмов вследствие быстрой смены доминирующих групп,
образованных 1–2 эврибионтными видами. Ведущая роль в формировании биомассы фитопланктона принадлежала представителям зеленых водорослей (Ankistrodesmus acicularis, Chlorella sp.,
Kirchneriella irregularis), зоопланктона – ротаторно-кладоцерного комплекса (Moina macrocopa,
Daphnia magna, Brachionus rubens). Нарушение продукционно-деструкционных процессов в системе подтверждается также изменениями в структуре и функциональном состоянии более устойчивых нижних звеньев трофической цепи – бактериопланктоне и бактериобентосе. Под действием высокой концентрации неорганического азота в бактериопланктоне обнаружено повреждение
цитоплазматической мембраны клеток, снижение содержания клеток с нуклеоидом и реплицированным нуклеоидом. Отмечено угнетение процессов деструкции органического вещества в воде
и донных отложениях, преобладание в илах химического распада перекиси водорода над ферментативным, снижение активности каталазы. С уменьшением содержания минерального азота
наблюдалось увеличение размеров клеток и биомассы бактериопланктона, что может свидетельствовать о его активной ассимиляции бактериями. Таким образом, функционирование экосистемы в условиях длительного действия высоких концентраций минерального азота сопровождается
частичной деградацией структуры гидробиоты, скачкообразной сменой доминант в планктонных
сообществах, значительными колебаниями продукционных характеристик, что свидетельствует о
нарушении ее гомеостаза и снижении устойчивости.
42