Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования
ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,839

ZOSTERA MARINA – ИНФОРМАТИВНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МОРСКИХ ВОД

Зенкина В.Г. 1 Павлова А.В. 1
1 ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный медицинский университет» Минздрава России
На изменение окружающей среды раньше всех, наряду с другими продуцентами, реагируют морские макрофиты, что выражается в перестройке количественного и качественного состава макрофитобентоса и позволяет использовать их в качестве одного из критериев оценки состояния вод. В статье рассматриваются наиболее информативные показатели биоиндикации морских вод в заливе Петра Великого (Японского моря) с использованием зарослей травы – Взморника морского (Zostera marina). В 8 акваториях залива проанализированы глубина произрастания зостеры, ширина зарослей, плотность произрастания и морфология отдельных побегов. Показано, что из всех выше перечисленных показателей только плотность произрастания побегов Zostera marina существенно различается в чистых и загрязненных акваториях, что позволяет рекомендовать этот параметр в качестве показателя экологического состояния среды в заливе Петра Великого.
Zostera marina
биоиндикация
экологический мониторинг
1. Александров В.В. Морфологическая структура особей морской травы Zostera marina L. на различных глубинах // Современные проблемы экологии Азово-Черноморского региона // V междунар. конф. (Керчь, 8-9 окт. 2009 г.). – Керчь: Изд-во ЮгНИРО, 2010. – С. 84-93.
2. Бегун А.А., Звягинцев А.Ю. Биоиндикация качества морской среды по диатомовым водорослям в обрастании антропогеннных субстратов // Изв. ТИНРО. – 2010. – Т. 161. – С. 177-198.
3. Пай С.С. Владивостокская морская санитарно-наблюдательная станция на о. Русский в 1920-1923 годах // ТМЖ. – 2015. – № 3 (приложение). – С. 69.
4. Скрипцова А.В., Калита Т.Л., Набивайло Ю.В. Оценка состояния сообщества Zostera marina + sargassum в условиях антропогенного загрязнения // Изв. ТИНРО. – 2013. – Т. 174. – С. 257-270.
5. Kim M.S., Lee S.M., Kim H.J. et al. Carbon stable isotope ratios of new leaves of Zostera marina in the mid-latitude region: implications of seasonal variation in productivity // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. – 2014. – V. 461. – P. 286–296.
6. Kim Y.K., Kim S.H., Lee K.S. Seasonal growth responses of the seagrass Zostera marina under severely diminished light conditions // Estuar. Coast. – 2015. – V. 38. – P. 558–568.
7. Lee K.S., Park S.R., Kim J.B. Production dynamics of the eelgrass, Zostera marina in two bay systems on the south coast of the Korean peninsula // Mar Biol. – 2005. – V. 147. – P. 1091–1108.
8. Lee S.Y., Kim J.B., Lee S.M. Temporal dynamics of subtidal Zostera marina and intertidal Zostera japonica on the southern coast of Korea // Mar. Ecol. – 2006. – V. 27. P. – 133–144.
9. Olive I., Vergara J.J., Perez-Liorens J.L. Photosynthetic and morphological photoacclimation of the seagrass Cymodocea nodosato season, depth and leaf position // Mar. Biol. – 2013. – V. 160. – P. 285–297.
10. Park S.R., Kim Y.K., Kim J.H. et al. Rapid recovery of the intertidal seagrass Zostera japonica following intense Manila clam (Ruditapes philippinarum) harvesting activity in Korea // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. – 2011. – V. 407. – P. 275–283.

В результате хозяйственной деятельности человека одним из мощных экологических факторов, влияющих на морские экосистемы, стало загрязнение прибрежной зоны моря бытовыми, промышленными стоками и нефтепродуктами [2, 9]. Залив Петра Великого Японского моря не является исключением. Он загрязнен отходами таких крупных городов Приморского края, как Владивосток, Уссурийск, Находка, и населенных пунктов Шкотовского и Хасанского районов, а также бытовыми и промышленными стоками из Китая, поступающими с водами трансграничной реки Раздольной [3].

На изменение качества окружающей среды раньше всех, наряду с другими продуцентами, реагируют морские макрофиты, что выражается в преобразовании количественного и качественного состава макрофитобентоса и позволяет использовать их в качестве одного из критериев биоиндикации вод. В заливе Петра Великого наиболее типичными сообществами мелководной прибрежной зоны моря являются заросли Взморника морского. Данные сообщества широко распространены в закрытых и полузакрытых бухтах и заливах второго порядка с песчаными, илисто-песчаными и илисто-гравийными грунтами, встречаясь вдоль всего побережья Приморского края [4].

Сообщества морских трав, в том числе и зостеры, в настоящее время широко используются в зарубежных программах мониторинга изменения экосистем и оценки состояния окружающей среды, главным образом, в европейских странах [1, 5]. В качестве наиболее часто используемых индикаторов описывают изменения анатомической и морфологической структуры вегетативных органов растения и морфологию зарослей морских трав [9].

Цель исследования

Оценить состояние экосистемы в заливе Петра Великого, используя морфометрический анализ Zostera marina.

Материалы и методы исследования

На основании литературных данных и собственных наблюдений для работы были выбраны относительно чистые (бухта Девятка остров Елены, бухта южнее мыса Зеленый Уссурийский залив, бухта Тихая заводь залив Восток) и загрязненные акватории (мыс Красный и мыс Токаревский в Амурском заливе, бухта Житкова на острове Русский, кутовая часть бухты Тихая Заводь, залив Восток). В каждом из указанных мест измеряли глубину произрастания зостеры, ширину зарослей и отбирали пробы для анализа плотности произрастания побегов, морфологии побегов и содержания азота в тканях растений.

Для определения плотности произрастания побегов пробы отбирали с помощью квадратной рамки 0,5х0,5 м, которую помещали на дно в местах, где зостера имела наибольшее проективное покрытие на глубине от 1-1,2 м.

При анализе морфологии растений измеряли следующие параметры: высота растения – расстояние от корней до вершины листа; длина листа – расстояние от влагалища до вершины листа; ширина листа определялась в середине длины листа.

С 3-4-х случайно выбранных побегов брали пробы для определения содержания органического азота в тканях зостеры. Определение азота в тканях зостеры проводили после разложения органических веществ серной и хлорной кислотами с последующим измерением его в растворе (Пропп, Пропп, 1979).

Результаты исследования и их обсуждение

В исследованных акваториях залива Петра Великого зостера произрастала в диапазоне глубин от 0,4 до 5,6 м. Максимальная глубина распространения растения отмечена в бухте Девятка – до 5,6 м. Ширина зарослей была определена только в 3 из 8 исследованных акваториях. Она колебалась от 4 до 52 м и зависела, главным образом, от наличия подходящих грунтов.

Анализ морфологии зарослей взморника в исследованных акваториях показал, что такие параметры как глубина произрастания зостеры и ширина зарослей не могут быть использованы для анализа состояния акватории, поскольку они в большей степени зависят от грунта, чем от загрязнения. Так, например, ширина распространения Zostera marina в чистой бухте Девятка и загрязненной акватории у мыса Токаревский не различалась и определялась сменой гравий-илистых грунтов валунными образованиями на глубине. Zostera marina, произрастающая в чистой бухте южнее мыса Зеленый и в загрязненной акватории у мыса Красный не могла распространиться глубже 1,2 м, так как на этой глубине наблюдается смена заиленных песчано-гравийных грунтов каменистыми и скальными. В тоже время, в морях омывающих Европу, глубина распространения морских трав и ширина их зарослей успешно используются в программах мониторинга состояния морской среды [8, 10]. Считается, что эти показатели напрямую определяются прозрачностью воды, которая зависит от степени загрязненности и эвтрофированности акватории.

Плотность произрастания побегов в разных местообитаниях варьировала от 141 ± 13 шт/м2 до 762 ± 12 шт/м2. Минимальная плотность отмечена в загрязненной акватории у мыса Красный, максимальная – в чистой акватории у мыса Зеленый (рисунок). Характерно, что плотность произрастания побегов была значительно ниже в загрязненных местообитаниях, по сравнению с относительно чистыми акваториями. В загрязненных местах: мыс Красный и мыс Токаревский в Амурском заливе, бухта Житкова на острове Русский, кутовая часть бухты Тихая Заводь, залив Восток, она не превышала 300 шт/м2, тогда как в чистых местах: бухта Девятка остров Елены, бухта южнее мыса Зеленый Уссурийский залив, плотность была выше 490 шт/м2. Плотность поселения – это один из наиболее показательных параметров зарослей морских трав, использующихся для оценки состояния вод [6, 7]. В нашем исследовании плотность произрастания побегов в относительно чистых и загрязненных акваториях различалась более чем в 2 раза, что позволило рекомендовать этот параметр для использования в программах мониторинга среды в заливе Петра Великого.

zen1.wmf

Плотность произрастания побегов Zostera marina в разных акваториях залива Петра Великого

Наши наблюдения не выявили никаких различий в морфометрических характеристиках побегов Zostera marina из чистых и загрязненных акваторий, поэтому судить о чистоте акватории по морфологическим параметрам в заливе Петра Великого не представляется возможным.

Способность водных растений накапливать азот и фосфор в своих клетках позволяет использовать показатели содержания этих элементов в тканях растений для оценки трофических условий их обитания. Известно, что в водах, богатых азотом (как правило, это акватории, испытывающие постоянное загрязнение органическими веществами или неорганическими азотсодержащими соединениями), растения накапливают больше этого элемента, чем в чистых водоемах [2, 5]. В грязных местах (мыс Красный и мыс Токаревский в Амурском заливе, бухта Житкова на острове Русский, кутовая часть бухты Тихая Заводь, залив Восток) содержание азота варьирует от 0,827 до 1,087 % от сухой массы. В чистых же местах: бухта Девятка остров Елены, бухта Тихая заводь залив Восток содержание азота в тканях составляет 0,15-0,44 % от сухой массы. Следовательно, содержание азота в зостере из относительно чистых и загрязненных акваторий различалось более чем в 2 раза.

Заключение

Таким образом, наши исследования показали, что из всех проанализированных показателей (ширина зарослей взморника, глубина произрастания, плотность произрастания побегов, морфология растений) только плотность произрастания побегов Zostera marina существенно различается в чистых и загрязненных акваториях, что позволяет рекомендовать этот параметр в качестве наиболее информативного показателя состояния среды в заливе Петра Великого.


Библиографическая ссылка

Зенкина В.Г., Павлова А.В. ZOSTERA MARINA – ИНФОРМАТИВНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МОРСКИХ ВОД // Международный журнал экспериментального образования. – 2016. – № 10-2. – С. 190-192;
URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=10630 (дата обращения: 19.09.2021).

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