III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

Микроорганизмы являются важной составляющей водных экосистем. В силу своих малых размеров, они отличаются высоким уровнем метаболизма, а также представляют собой один из главных компонентов трофических цепей. Благодаря синтетическим процессам происходит трансформация органических веществ микробную массу, обеспечивающая включение бактерий в трофические цепи. Минерализующая и окисляющая способность микроорганизмов приводит к процессам естественного очищения водных экосистем от специфического загрязнения.

Гидрологический и гидрохимический режим водоема во многом определяет функционирование микробного сообщества, а, следовательно, и направление процессов самоочищения водоемов от загрязняющих их органических веществ. Бактерии обладают высокой приспособительной способностью, могут корректировать некоторые свои свойства при изменении условий внешней среды.

 Распределение и таксономический состав микроорганизмов определяются взаимодействием различных физико-химических и биотических факторов. Изучение морфологической структуры пресноводного микробоценоза и выявление физиологических групп бактерий, населяющих водоем представляется весьма интересным и перспективным.

В условиях преобладающего антропогенного пресса возможны нарушения структурной и функциональной стабильности пресноводных экосистем. Исследования совокупности гидрохимических характеристик воды и развития в реке микробного сообщества может служить индикатором уровня, всестороннее изучение функционирования микробных сообществ воды реки Кола в условиях неослабевающего антропогенного воздействия представляется нам весьма актуальным.

Цели и задачи работы. Основной целью дипломной работы было изучение морфологической структуры бактериальных сообществ воды реки Кола, а также изучение влияния химических факторов водной среды на развитие гетеротрофного бактериопланктона. 

В соответствии с этим были поставлены следующие задачи: исследовать пространственно-временную изменчивость морфологической структуры бактериопланктона реки Кола; оценить степень влияния химических факторов на гетеротрофную составляющую бактериальных сообществ воды реки Кола.

 Проведенная оценка структуры микробиоценоза реки Кола может быть использована в качестве базовой информации для мониторинговых исследований и подробного изучения пространственно-временной динамики функционирования данной водной экосистемы.

Исследования проводились на стационарных станциях: ст. Лопарская (№ 1), п. Шонгуй (№ 2), 2,5 км от п. Шонгуй (№ 3), п. Кильдинстрой (№ 4), п. Молочный (№ 5) и 1,5 км от устья реки Кола (№ 6), (рис. 1). Данные точки были выбраны с предположением, что увеличение градиента загрязнения будет расти от района ст. Лопарская к устью реки Кола.

Основным направлением в исследовательской деятельности стало исследование пространственно-временной динамики количественных характеристик бактериального населения воды реки Кола. Изучение пространственно-временной изменчивости морфологических свойств бактериопланктона реки Кола от устья до ст. Лопарская. Так же в настоящей работе проведен анализ влияния гидрохимических факторов (БПК, перманганатная окисляемость и аммоний солевой) на распределение гетеротрофных микроорганизмов воды реки Кола.

Численность гетеротрофного бактериопланктона воды реки Кола значимо коррелировала с такими гидрохимическими параметрами как: БПК, перманганатная окисляемость и аммоний солевой. Коэффициент корреляции между количеством олиготрофных и евтрофных микроорганизмов и гидрохимическими показателями в среднем составил 0,8. На основании чего был сделан вывод: повышение концентраций гидрохимических показателей стимулирует рост микроорганизмов, следовательно загрязнение водной экосистемы реки Кола обусловливает увеличение концентрации гетеротрофного бактериопланктона. Сезонные колебания содержания гетеротрофного бактериопланктона устья реки Кола зависят от температурного режима, уровней биогенных элементов и биотических взаимосвязей компонентов трофической цепи.

Проведенные нами микробиологические исследования показывают, что морфологическая структура бактериопланктона водных масс реки Кола отличается четкой сезонной динамикой с закономерной сменой доминирующей группы. Выявлено превышение числа грамположительных микроорганизмов над грамотрицательными. На станциях № 1 - 4 преобладали палочковидные формы; на станциях № 5 и № 6 доминировали кокковые формы особенно в зимний период. Бактерии других форм не имеют большого значения для целей мониторинга. Исследование микробоценоза воды по соотношению различных морфологических и физиологических групп подтвердили полученные результаты и позволили оценить две последние точки (станции № 5 и № 6), как наиболее загрязненные.

Экологическое состояние реки Кола на протяжении нескольких километров от истока до устьевого участка неоднородно. Наиболее сильный антропогенный пресс река испытывает ближе к устью, начиная с точки № 4 усугубляя ситуацию к точкам № 5 и № 6. В этой области экосистемы, по видимому, происходит аккумулирование и загрязняющих веществ и аллохтонных микроорганизмов, что существенно влияет на структуру бактериоценоза. В работе были сделаны следующие выводы:

1. Отмечено, что в воде реки Кола палочковидные бактерии достигают максимальных значений весной, в зимний период лидирующее положение занимает группа кокков. Бактерии прочих форм повышают свои значения в летний и осенний периоды. Динамика морфологических групп бактерий зависит от сезонной естественной трансформации водных масс и аллохтонного органического вещества

2. Выявлен характерный отклик бактериальных сообществ на антропогенное загрязнение, выражаемый в постоянстве превышения в загрязненных водах количества грамотрицательных микроорганизмов над грамположительными. В малозагрязненных районах реки Кола в бактериальных сообществах доминируют грамположительные формы;

3. На основании корреляционного анализа установлено, что содержание аммония солевого, перманганатной окисляемости и БПК напрямую влияет на численность эвтрофов и олиготрофов. Наиболее четко эта связь проявляется относительно олиготрофных микроорганизмов;

4. Показана связь количественных характеристик гетеротрофного бактериопланктона воды реки Кола и показателей БПК, перманганатной окисляемости и концентрации солевого аммония.

Код для цитирования: Скопировать