Диатомовые водоросли, или диатомеи (лат. Diatomeae), или бациллариофициевые водоросли (лат. Bacillariophyceae) - группа одноклеточных и колониальных водорослей, отличающаяся наличием у клеток своеобразного «панциря», состоящего из диоксида кремния. Обычно планктонные или перифитонные организмы, морские и пресноводные.
Известно около 300 родов и более 12 тысяч видов, которые распространены по всему земному шару.
Актуальность работы заключается в том, что многие виды диатомовых водорослей имеют особые требования к химическому состав воды (содержание кислорода, питательные вещества, рН и т.д.), в которых они встречаются, и поэтому могут быть успешно использованы в качестве биоиндикаторов экологических условий водоёма и даже климата. По составу сообщества диатомовых водорослей, таким образом, мы можем вполне успешно оценить, каково качество воды в исследуемом местоположении и выяснить воздействия на водоемы природных и антропогенных факторов без использования дорогостоящих лабораторных анализов. Кроме того, результаты экологического анализа с помощью диатомового метода более точны в плане оценки условий жизненной среды водоёма, поскольку основаны на реакции самих живых организмов на целый комплекс факторов.
Таким образом, целью работы является определение видового состава и структуры диатомовых комплексов в донных отложениях различных водных объектов в окрестностях города Томска и на основе полученных данных оценка экологических особенностях исследованных водоёмов.
Объекты исследования - современные донные отложения 3-х озёр и 2-х родников, расположенных в черте г. Томска.
Предметом исследования являются современный видовой состав и структура диатомовых комплексов исследованных водных объектов.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1) Сбор образцов донных отложений в исследуемых водоемах.
2) Техническая обработка собранных образцов.
3) Приготовление постоянных препаратов и этикетировка микропрепаратов.
4) Определение видового и количественного составов диатомей в исследуемых образцах.
5) Анализ морфологии и экологии индикаторных видов.
Все пять исследуемых водных объектов находятся в одном городе Западной Сибири, что накладывает свои особенности на их экологическое состояние и видовой состав диатомовых комплексов. Озеро Университетское, пруд Алексия и родник Флоринский расположены близко друг к другу, что создает схожие гидрологические и климатические условия для этих водоемов. Они демонстрируют пересекающийся видовой состав диатомовых водорослей, что свидетельствует о возможности обмена видами через поверхностные и грунтовые воды, а также воздушным путем. Близость университета также оказывает влияние, так как стоки могут содержать органические вещества и химические реагенты, однако степень этого влияния варьируется. Университетское озеро демонстрирует значительное органическое загрязнение и более высокую степень эвтрофикации, тогда как пруд Алексия и родник Флоринский показывают более стабильные условия с низким уровнем загрязнения.
Озеро Мавлюкеевское, находящееся на грани I и II террас правобережья р. Томи и на некотором удалении от центральных водоемов, характеризуется умеренным уровнем загрязнения. Это может быть связано с локальными источниками, такими как бытовые стоки и сельскохозяйственные земли. Тем не менее, состояние озера остается удовлетворительным, что свидетельствует о хорошей способности экосистемы к саморегуляции. Большая площадь и мелкая глубина озера способствуют высокому биоразнообразию и выравненности таксонов, что также способствует стабильности экосистемы.
Озеро Белое, расположенное на коренном берегу и на возвышенной местности, демонстрирует высокое видовое разнообразие диатомей. Такое разнообразие может быть связано с устойчивыми гидрохимическими условиями и меньшим влиянием сельскохозяйственных стоков, хотя оно подвержено городскому воздействию, в том числе промышленному загрязнению и дорожному стоку. Присутствие видов, устойчивых к органическому загрязнению, указывает на умеренное антропогенное влияние, которое не превышает критических значений и позволяет поддерживать стабильные экологические условия.
Сравнение видового состава водных объектов показывает, что озеро Белое выделяется своим видовым разнообразием диатомей. Оно содержит виды, устойчивые к антропогенному воздействию, и поддерживает стабильные гидрохимические условия. Университетское озеро также характеризуется значительным видовым разнообразием, но с более высоким уровнем органического загрязнения. Пруд Алексия и родник Флоринский демонстрируют менее загрязненные экосистемы, что свидетельствует о низком уровне антропогенного воздействия, однако небольшая глубина и площадь, а также гидрологические особенности (проточность родника Флоринский) сильно ограничивают видовой состав комплексов. Озеро Мавлюкеевское находится в стабильном состоянии с умеренным уровнем загрязнения, что подтверждает хорошую способность экосистемы к саморегуляции.
Таким образом, на примере пяти водных объектов, обладающих различной площадью, глубиной и расположением, демонстрируется разнообразие диатомовых комплексов и различные уровни антропогенного воздействия, обусловленные их географическим положением и окружающей средой.
1. Диатомовые водоросли СССР (ископаемые и современные) : в 2 т. / отв. ред. И. В. Макарова. - СПб : Наука, 1992. - Т. 2. - 125 с.
2. Жузе А. П. К методике технической обработки горных пород в целях диатомового анализа // Диатомовый сборник. - Л. : Изд-во ЛГУ, 1953. - 206-220 с.
3. Diatoms / R. W. Battarbee [et al] // Tracking environmental change using lake sediments: terrestrial, algal, and siliceous indicators. - 2001. - Vol.3 - P. 155-202
4. Баринова С. С. Простой метод подготовки постоянных препаратов диатомовых и оценка обилия микроводорослей в целях биоиндикации // Водные биоресурсы и среда обитания. - 2018. - Т. 1. - №. 3-4. - С. 56-62.
5. Barber H. G. A Guide to the Morphology of the Diatom Frustule: with a key to the British Freshwater Genera / H.G. Barber, E. Y. Haworth - Freshwater biological association scientific publication № 44, 1994 - 112 pg.
6. Krammer K. Bacillariophyceae : in 4 teil / K. Krammer, H. Lange- Bertalot - Munchen: Springer Spektrum, 2007. - T. 1 : Naviculaceae. - 876 pg.
7. Krammer K. Bacillariophyceae : in 4 teil / K. Krammer, H. Lange- Bertalot - Munchen: Springer Spektrum, 2007. - T. 2 : Bacillariaceae, Epithemiaceae, Surirellaceae. - 893 pg.
8. Krammer K. Bacillariophyceae : in 4 teil / K. Krammer, H. Lange- Bertalot - Munchen: Springer Spektrum, 2004. - T. 3 : Centrales, Fragilariaceae, Eunotiaceae. - 576 pg.
9. Krammer K. Bacillariophyceae : in 4 teil / K. Krammer, H. Lange- Bertalot - Munchen: Springer Spektrum, 2004. - T. 4 : Achnanthaceae. - 468 pg.
10. Определитель пресноводных водорослей СССР : в 14 т. / М. М. Забелина [и др.]. - М. : Советская наука, 1951 - Т. 4 Диатомовые водоросли. - 620 с.
11. Определитель диатомовых водорослей России / М. С. Куликовский [и др.]. - Ярославль : Филигрань, 2016. - 804 с.
12. Методы палеогеографических реконструкций : [метод. пособие пособие] / Н. С. Блюм [и др.]. - Москва : Географический факультет МГУ, 2010. - 430 с.
13. Жузе А. П. Диатомовый анализ : в 2 т. / А. П. Жузе [и др.] ; общ. ред. А. Н. Криштофович - Л. : Государственное издательство геологической литературы, 1949. - Т.2 - 239 с.
14. Баринова С. С. Биоразнообразие водорослей-индикаторов окружающей среды / С. С. Баринова, Л. А. Медведева, О. В. Анисимова. - Тель-Авив : Pilies Studio, 2006. - 498 c.
15. Hustedt F. Systematische und okologische Untersuchungen uber die Diatomeen - Flora Von Java, Bali, Und Sumatra Nach Dem Material Der Deutschen Factorin Und Ihr Einfluss Auf Die Diatomeenflora // Arch. Hydrobiol. - 1939. - Vol. 16. - P. 247-394.
16. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение / Э. Мэгарран ; перевод с английского Н. В. Матвеевой. - М. : Мир, 1992. - 161 с.
17. Денисов Д. Б. Обзор некоторых критериев оценки биологического разнообразия // Математические исследования в естественных науках. - 2012. - № 8. - С. 90-100.
18. Margalef R. Homage to Evelyn Hutchinson, or why is there an upper limit to diversity // Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences. - 1972. - № 44. - P. 211-235.
19. Simpson E. H. Measurement of Diversity // Nature. - 1949. - № 163. - P. 688.
20. Шитиков В. К. Оценка биоразнообразия: попытка формального обобщения / В. К. Шитиков, Г. С. Розенберг // Структурный анализ экологических систем. Количественные методы экологии и гидробиологии. - Тольятти: СамНЦ РАН, 2005. - С. 91-129.
21. Точное время: сколько времени в странах и городах мира - [Электронный ресурс], 2017-2024. - URL:https://time-in.ru/coordinates/tomsk(дата обращения: 14.05.2024).
22. Иоганзен Б. Г. Водоемы окрестностей города Томска : из цикла работ по изучению биологической продуктивности водоемов Сибири / Б. Г. Иоганзен, М. А. Попов, А. И. Якубова. - Томск : б. и., 1951. - 190 с.
23. Епринцева Ю. В. Благоустройство прибрежной зоны озера Мавлюкеевское у студенческого жилого комплекса ТГУ «Парус» : ВКР / Ю. В. Епринцева. - Томск., 2020 - 82 с.
24. Ахназарова З. А. Оценка безопасности озер г. Томска и Томского района на основе токсикологических исследований : маг. дис. / А. З. Акилесовна. - Томск, 2023 - 139 с.
25. Каширо М. А. Лимноландшафты г. Томска (структура, динамика, рекреационный потенциал) : дисс. ... канд. геогр. наук / М. А. Каширо. - Томск, 2013. - 237 с.
26. Тургунбаев Б. У. Химический состав подземных вод городской территории (на примере группы родников «Университетские», г. Томск) : маг. дис. / Б. У. Тургунбаев. - Томск, 2021 - 111 с.
27. Еремина А. В. Особенности изменения химического состава вод университетских родников (г. Томск) : маг. дис. / А. В. Еремина. - Томск, 2018 - 154 с.
28. Тургунбаев Б. У. Химический состав и качество вод родников г. Томска // Труды XXV Международного научного симпозиума студентов и молодых ученых имени академика М. А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр». Томск, 2021 - Т.1. - С. 275-277
29. ГОСТ 25100-2020. Грунты. Классификация. - Взамен ГОСТ 25100-2011 ; введ. 2021-01-01. - М. : Стандартинформ, 2020 - 41 с. - (Система межгосударственных нормативных документов в строительстве. Основные положения).
30. Влияние урбанизации на деградацию озер и рекомендации по ее предотвращению (на примере озера Белое в черте г. Томска) / В. А. Земцов [и др.] // Ученые записки РГГМУ. - 2014. - Вып. 34. - С. 56-62.
31. Официальный интернет-портал Администрации Томской области. - [Томск], 2024. - URL: https://tomsk.gov.ru/(дата обращения: 20.05.24)
32. Изучение гидродинамического и гидрогеохимического режима родников г. Томска : отчет о НИР / Томский политехнический университет ; исполн. Е. Г. Вертман, А. Д. Назаров. - Томск, 2004. - 201 с. - Фонды ТПУ.
33. География Томской области : сборник / гл. ред. А. А. Земцов. - Томск : Изд-во Томского гос. ун-та, 1988. - 246 с.
34. Погода и климат, дата обращения - [Электронный ресурс], 2004-2024. - URL: http://www.pogodaiklimat.ru/history/29430.htm(дата обращения: 20.05.24).
35. Климат Томска / Л. И. Трифонова [и др.] ; под ред. С. Д. Кошинского и др.. - Л. : Гидрометеоиздат, 1982. - 176 с.
36. Шехова Т. С. Геохимические особенности и состав диатомовых комплексов донных осадков р. Шуи (Республика Карелия) / Т. С. Шелехова, Н. В. Крутских // Труды Карельского научного центра РАН - 2013. - № 6. - С. 76-90.
37. Circumpolar Diatom Database - [Электронный ресурс], 2011-2024. - URL:
https://science.cen.ulaval.ca/cdd/(дата обращения: 10.03.24)
38. Diatoms of North America - [Электронный ресурс] / Spaulding et al. : supporting taxonomists, connecting communities, 2021-2024. - URL: https://diatoms.org/(дата обращения: 15.03.24)
39. Airborne Microalgae: Insights, Opportunities, and Challenges / S. V. M. Tesson [et. al.] // ASM Jornals. - 2016. - Vol. 82, № 7 - P. 128-164.
40. Great cormorants reveal overlooked secondary dispersal of plants and invertebrates by piscivorous waterbirds [Electronic resource] / C. H. A Van Leeuwen [et. al.] // Biology Letters. - 2017. - Vol 13, № 10. - Article ID:20170406
41. Green A. J. Recent advances in the study of long-distance dispersal of aquatic invertebrates via birds / A. J. Green, J. Figuerola // Diversity and Distributions. - 2005. - Vol. 11, № 2. - P. 149-156.
42. Invasion of coastal marine communities in North America: apparent patterns, processes, and biases / G. M. Ruiz [et. al.] // Annual Review of Ecology and Systematics. - 2000. - Vol 25, № 31. - P. 481-531
43. Зенгина, Т. Ю. Негативные воздействия инвазий чужеродных видов на водные экосистемы цен-тральной экологической зоны озера Байкал // Наука, образование и духовность в контексте концепции устойчивого развития : Материалы всероссийской научно-практической конференции. Ухта, 24-25 ноября 2016 г. - Ухта: Ухтинский государственный технический университет, 2017. - Ч. 2. - С. 140-145.
44. Мальнев А. Н. Химико-экологическая характеристика поверхностных вод озера Курочкино // Образование магистров: проблемы и перспективы развития : тезисы докладов V Всероссийской конференции, Челябинск, 29-30 ноября 2021 г. / Челябинский государственный университет. - Челябинск, 2022. - С. 93-94.
45. Водный режим и изменение гидрохимических показателей щелочного соленого озера Хилганта (Юго-Восточное Забайкалье) / З. Б. Намсараев [и др.] // Водные ресурсы. - 2010. - Т. 37, № 4. - С. 477-483.
46. Курьина И. В. Раковинные амебы олиготрофных болот Западной Сибири : автореф. дис. ... канд. биол. наук / И. В. Курьина. - Томск, 2012. - 22 с.