Особенности сообществ загрязненных водоемов

Загрязнение – модное слово, в значительной степени сделавшее гидробиологию популярной наукой. Всем, как известно, нужна вода, а загрязнение ее портит. При этом не всем очевидно, что такое загрязнение и почему с ним надо бороться. Поясняем.

Загрязнение водоемов в широком смысле слова – существенное изменение свойств их воды в процессе деятельности человека. В основном эти изменения сводятся к сбросу в воду отходов нашей жизни, быта и производства, то есть водных растворов детрита, навоза, минеральных удобрений и нефтепродуктов. В основном подобные вещества в водоемах были и без человека, но в небольшой концентрации. Для живых организмов органика и биогены – источник питания, а не просто загрязнители, и реакция на них неоднозначна. Одни водоросли и животные бурно радуются и дают вспышку численности; другие, наоборот, перестают размножаться, расти и постепенно исчезают.

В общем, при добавлении в воду бытовых отходов резко увеличивается количество растворенной и взвешенной органики, усиливается заиление дна, немного повышается температура воды; уменьшается концентрация растворенного кислорода (за счет бактериального гниения органики); при наличии света и стабильной обводненности пышно разрастаются макрофиты. Гибнут, в первую очередь, оксифильные организмы (особенно в стоячих водоемах, куда кислород проникает с трудом); напротив, виды с пониженными потребностями к кислороду пышно расцветают. Это, в первую очередь: некоторые виды личинок хирономид, олигохеты сем. Tubificidae (трубочник), водяной ослик Asellus aquaticus, личинка мухи-пчеловидки Eristalis (сем. Syrphidae), личинки мухи-бабочницы Psychoda (Psychodidae). Кроме того, прекрасно себя чувствуют те, кто дышит воздухом: легочные улитки (особенно мелкие прудовики и катушки), жуки-плавунцы и водолюбы.

На течении, где какой-то кислород сохраняется всегда, в загрязненных органикой водах преобладают пиявки (Piscicola, Erpobdella, Glossiphonia), ручейники Hydropsyche pellucidula, Limnephilus rhombicus, веснянка Nemoura cinerea, поденка Baetis vernus, Heptagenia sulphurea, ряд шаровок и горошинок, улитки Lymnaea, Bithynia, Valvata, личинка мошки Odagmia ornata. В общем это довольно большой ряд форм из всех групп бентоса, но по видовому разнообразию сообщества загрязненных вод уступают естественным сообществам этих мест. Зато по количеству животных намного превосходят (пищи больше!).

Для удобства манипуляции с разными дозами органики введена классификация природных вод по количеству оной. При переходе от класса к следующему классу концентрация органики увеличивается в несколько раз. Так, выделяют классы: ксеносапробных вод (почти нет органики, способной гнить), олигосапробных (ее мало), b-мезосапробных, a-мезосапробных, полисапробных.

Надо сказать, что естественная концентрация органических веществ в воде зависит от климата и ландшафта. В горах и на высоких широтах, в тундре, незагрязненные водоемы почти не имеют свободной (мертвой и легкоразлагаемой) органики – ксеносапробны. Жизнь в них качественно довольно разнообразна, а количественно очень бедна. Хозяйственное загрязнение легко увеличивает концентрацию органики в десятки раз, вызывая резкую перестройку сообщества (часто – с полной сменой видов). В лесной зоне реки и ручьи несут немного свободной органики (олиго- и b-мезосапробны), озера и пруды с грунтовым питанием довольно богаты ей (часто a-мезосапробны). Сельскохозяйственные стоки повышают сапробность тех и других на 1-2 ступени, вызывая лишь частичную, хотя и довольно существенную, перестройку сообщества. Как правило, в пределах каждой жизненной формы происходит смена довольно близких видов; и происходит наступление детрито-илистых биоценозов на каменисто-песчаные. Только при очень сильном антропогенном прессе (до полисапробной стадии) сменяется не только видовой состав, но и структура сообщества. В загрязненные реки, кстати, часто вселяются прудово-озерные виды, для которых улучшение условий питания компенсирует отрицательное воздействие течения.

В южных, жарких и засушливых районах естественное содержание органики в водоемах соответствует a-мезосапробному и полисапробному уровню. Антропогенные стоки еще увеличивают органический фон, но кардинально картину обычно не меняют.

Отдельно приходится рассматривать загрязнения вод веществами, которых в природе почти нет, и разлагать их обычные бактерии не умеют (ксенобиотики). Это в основном нефтепродукты, соли тяжелых металлов, ядохимикаты и радиоактивные изотопы. Они никак не стимулируют процветание жизни, но всех более или менее травят. В целом полисапробные организмы, детритоядные и устойчивые к малым количествам кислорода, более устойчивы и к этим загрязнениям; а оксифильные ксено- и олигосапробы гибнут первыми. Кроме того, хищники страдают обычно сильнее, чем детрито- и растительноядные организмы, за счет накопления некоторых токсикантов в их теле.