оценка ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОЗЕР ОСТРОВА ЛОДЕЙНОГО при помощи методики майера и индикаторных свойств высших водных растений в 2003 – 2004 гг. (КАНДАЛАКШСКИЙ ЗАЛИВ, БЕЛОЕ МОРЕ)
Введение
Работа выполнена мною, ученицей 4 класса школы №3 поселка Умба Мурманской области Юлией Хреновой на острове Лодейном. Этот остров расположен в вершине Кандалакшского залива Белого моря и принадлежит Кандалакшскому государственному природному заповеднику.
Для оценки качества воды пресных водоемов можно использовать индикаторные свойства живых организмов. Живые организмы реагируют на изменения водной среды и по их реакции можно оценивать качество воды в озерах. Это позволяет не применять для оценки экологического состояния водоемов дорогие химические реактивы.
Я от души благодарю своих научных руководителей Н.Г. Панарину, А.Е. Панарина (маму и папу) и ученика 10 класса школы № 4 пос. Умба Михаила Кожина за помощь в этой работе.
Цель моих исследований – оценка экологического состояния озер острова Лодейного при помощи биоиндикации. В работе я использовала комплексный подход. Для достижения цели я поставила и решила следующие задачи: 1) описать внешний вид изученных водоемов; 2) выявить видовой состав высших водных растений; 3) определить индикаторные группы беспозвоночных животных по методике Майера; 4) определить экологическое состояние изученных озер на основе индикаторных свойств высших водных растений и индекса Майера.
Актуальность. Заповедные озера мало подвергаются влиянию человека. В них идет только природный процесс накопления органических веществ. Эти озера можно сравнить с озерами расположенными за пределами заповедника. При сравнении можно определить силу антропогенного воздействия на водоемы, расположенные за пределами заповедника.
Научная новизна. Впервые на островных озерах вершины Кандалакшского залива оценено качество воды комплексными методами биоиндикации.
Практическая значимость. Результаты исследований являются основой для дальнейших наблюдений за экологическим состоянием изученных озер острова Лодейного. При исследовании других водоемов Кольского п-ова, эти данные помогут отличить природные изменения экологического состояния от антропогенного воздействия.

Литературный обзор
Немецкий ученый А. Тинеман впервые разделил водоемы по содержанию органических веществ на 3 группы. К первой группе он отнес олиготрофные водоемы, которые содержат очень мало органических веществ. Ко второй группе этот автор отнес озера богатые органическими веществами. Он назвал их эвтрофными. Третью группу составляют заболоченные озера с кислой водой, которая препятствует развитию живых организмов. Это дистрофные водоемы. О классификации озер А. Тинемана по трофности я прочитала в книге А.Н Липина [1].
В нашей работе очень важно знать, какие живые организмы называются сапробными и что такое сапробность. В экологическом справочнике мы читаем: «сапробные организмы – это животные и растения, которые обитают в водоемах загрязненных органическими веществами. Сапробность озера – это степень его загрязнения» [2].
Английские ученые Р. Колквитц и М. Марсон по сапробности различают водоемы чистые – олигосапробные; очень грязные – полисапробные. Озера не очень грязные эти ученые относят к мезосапробным. Среди мезосапробных водоемов различают слабо загрязненные – бета – мезосапробные и более загрязненные альфа – мезосапробные. Очень грязные водоемы эти ученые относят к полисапробным. Беспозвоночные животные являются хорошим индикатором качества воды. О работах Р. Колквитца и М. Марсона я узнала из работы Миши Кожина [3]. В Мурманской области экологическое состояние водоемов с помощью индикаторных свойств донных животных изучал В.А. Яковлев [4]. 
Водные растения тоже реагируют на качество воды. Об этом пишет украинский ученый Д.В. Дубына. К таким растениям относятся рдест гребенчатый, рдест Берхтольда, рдест альпийский и др. [5].
Растительность островных озер Кандалакшского залива исследовала моя мама [6]. В районе острова Великого, расположенного в средней части Кандалакшского залива, оценкой экологического состояния водоемов методами биоиндикации занимался Миша Кожин. Он в своей работе оценил качество воды с помощью водных растений и донных животных [3]. Миша доказал, что в Мурманской области можно использовать методику Майера. Комплексную оценку экологического состояния островных озер вершины Кандалакшского залива методами биоиндикации никто до меня не делал. 
Природные условия района исследований
Остров Лодейный расположен в верхней части Кандалакшского залива (рис. 1,2,3). Остров небольшой. Его площадь 87 га. Рельеф острова ровный. Берега у него извилистые, в южной части скалистые. Покрыт остров сосняками и ельниками. Вдоль морского побережья тянется узкая полоса приморских лугов. По опушке лес окаймлен нешироким березняком. На острове имеются приозерные болота. Они образовались в результате зарастания водоемов. Озера на острове образовались в результате подъема суши. О том, что суша в районе Кандалакшского залива поднимается, сказано в работах В.Н. Карповича [7] и В.В. Бианки [8]. На острове Лодейном имеются морские заливчики, которые постепенно отделяются от моря (рис. 3). Вначале, вновь образовавшиеся водоемы соленые. Постепенно они опресняется талыми водами и дождями. Так образовались на острове 6 водоемов (рис. 2). 
На озерах острова Лодейного, особенно на Бабьем море, гнездится много водоплавающих птиц. Здесь они находят убежище и пищу.

Материал и методика изучения
Материал моей работы – результаты комплексных исследований проведенных в июле – августе 2003 и 2004 гг. на 6 озерах острова Лодейного. Комплексный подход - это определение качества воды по индикаторным свойствам высших водных растений и методики Майера [9] Комплексный подход необходим, потому что метод Майера не достаточно точен для прохладных водоемов Заполярья. Работа выполнена в 2 этапа:
1 этап. В августе 2003 г. мы плавали по водоемам на надувной лодке (рис. 4), измеряли глубину и прозрачность, определяли цвет воды, характер донных отложений (таблица 1), изучали видовой состав высших водных растений. Растения мы определяли при помощи определителей М.Л. Раменской и В.Н. Андреевой [10], Л.И. Лисицыной [11] и закладывали их в гербарий. Гербарий я делала по правилам, которые предлагает Л.И. Лисицына [12]. Затем мы анализировали экологическое состояние водоемов, применяя индикаторные свойства этих растений. 
2 этап. В 2004 г. Мы брали пробы бентоса при помощи черпателя (банки от кофе с отверстиями для воды) и сачка (рис. 5). Если озеро было небольшое, мы брали не менее пяти проб, а на больших озерах по 7-8 проб. Эти пробы мы потом промывали в почвенных ситах и искали в них индикаторных беспозвоночных животных. По методике Майера [9] первая группа индикаторных животных - это обитатели чистых вод. К ним относятся нимфы веснянок и подёнок, личинки ручейников и вислокрылок, двустворчатые моллюски (рис. 6). Наличие в пробах каждого из этих животных оценивается по 3 балла. Вторая группа – организмы средней степени чувствительности к загрязнению (рис. 7). Это бокоплавы, личинки стрекоз и комаров долгоножек, брюхоногие моллюски (катушки и лужанки). Они оцениваются по 2 балла. Третья группа – обитатели загрязненных водоемов: личинки комаров-звонцов и мошки, пиявки, водяной ослик, прудовики, малощетинковые черви (олигохеты). Они оцениваются по 1 баллу (рис. 8). 
Для каждого озера мы подсчитывали общее количество баллов для животных всех групп и определяли индекс Майера. Значение суммы характеризует степень загрязнения водоема. Если сумма более 22 баллов – вода очень чистая и относится к 1 классу качества. Значение суммы от 17 до 21 говорят о 2 классе качества. Олигосапробные озера имеют воду 1 и 2 класса качества. Водоемы, получившие от 11 до 16 баллов, имеют воду 3 класса качества. Они относятся к бета-мезосапробным. А озера имеющие значение меньше 11 характеризуются как альфа-мезосапробные или полисапробные. По этому индексу, с учетом индикаторных свойств высших, водных растений мы определяли экологическое состояние озер. 
Всех беспозвоночных животных, после определения, мы отпускали в их родной водоем. Беспозвоночных животных определяли по определителю Хайтова и Полоскина [13]. 
Всех беспозвоночных животных после определения мы отпускали в их родной водоем.
Результаты и обсуждения
Озеро Бабье Море (рис. 2, 9, 10, 11; табл.1, 2, 3) самое большое и глубокое на острове. Дно в этом озере каменистое, в некоторых частях илистое. На дне много гниющих растительных остатков. Береговая линия извилистая. Вода мутная. Озеро окружено скалами, покрытыми лесной растительностью. В северо-западной части из озера вытекает ручей. Во время больших приливов в его русло проникает морская вода, которая попадает и в озеро. Поэтому вода в этой части водоема солоноватая. Об этом говорят такие растения как ситняг северный и ситняг одночешуйный, которые растут в этой части озера (рис. 9, 11) Опресняет озеро ручеек, который вытекает из болота и впадает в  юго-восточную часть озера. Здесь растут осоки (вздутая и водная). Еще озеро опресняется дождевой водой стекающей с холмов вокруг озера. В озере растет рдест гребенчатый, значит, в нем много органических веществ. Сообщества этого рдеста растут во всех участках озера, значит, он выносит небольшую соленость и меньше реагирует на нее, чем ситняг. А вот осоки, вздутая и водная, могут расти только в опресняемых участках озера (рис. 9,10). Они очень чувствительны к попаданию в озеро морской воды. В солоноватых участках озера обитают бокоплавы, личинки стрекоз и комаров звонцов. Много домиков ручейников. Я думаю, что они плохо переносят попадание морской воды в озеро и погибают. Поэтому здесь так много их домиков. По индексу Майера это альфа - мезосапробная часть озера. В опресненных проточных участках живут двустворчатые моллюски и нимфы подёнок. Вода здесь чище. Это бета - мезосапробная часть озера.
Озеро Питьевое (рис. 2; табл. 1, 2, 4). Оно меньше Бабьего моря. Озеро слабо проточное. Дно преимущественно каменистое. В его северо-западной и юго-восточной части озера имеются илистые донные отложения. Вода прозрачная. Береговая линия слабо изрезанная. Твердые и низкие берега поросли еловым и сосновым лесом. У воды растут береза, ольха и ива. Под ними обитают багульник, морошка, голубика, черника и брусника. С юга и севера расположены приозерные сплавины, на которых растут мох сфагнум, вахта трехлистная, пушица и осоки. Также здесь есть небольшие кустики березы и ивы. В восточную часть озера Питьевого впадает небольшой болотный ручеек, и еще озеро пополняется осадками. Высшие водные растения в этом водоеме отсутствуют. Из беспозвоночных животных – индикаторов качества воды, обнаружены: двухстворчатые моллюски, ручейники, бокоплавы, личинки комаров-звонцов, олигохеты и пиявки. Все это озеро бета-мезосапробное, а западная его часть, где вода стоячая и осаждаются органические остатки, - альфа-мезосапробная.
Озеро Островное (рис. 2, 12; табл. 1, 2, 4). Озеро небольшое и неглубокое. Вода стоячая, прозрачная, светло – коричневого цвета. Дно торфяно-илистое. Берега извилистые с лесной растительностью. Сплавина занимает небольшие площади побережий. На сплавине растут мох сфагнум, вахта трехлистная и сабельник болотный. А у самой воды – осока вздутая. В центре озера расположен маленький остров. Поэтому озеро называют Островным. Островок покрыт лесной растительностью. Озеро окружено холмами, по которым дождевая вода стекает в водоем, а в восточной части в озеро впадает ручей из болота. Большие площади поверхности озера занимает рдест плавающий. Это свидетельствует, что вода стоячая, и в ней много органических остатков. Растет здесь немного рдеста альпийского. У края сплавины, небольшие заросли ежеголовки малой, потому что здесь вода более кислая, чем у лесного берега. В озере обитают ручейники, двустворчатые моллюски, личинки стрекоз и комаров звонцов. Это альфа - мезосапробный водоем. На нем гнездится много водоплавающих птиц.
Озеро Заболотное (рис. 2, 13; табл.1, 2, 4). Это озерко расположено за северо-западной сплавиной озера Питьевого. Малопрозрачная вода коричневого цвета. Дно илистое с валунами. В западной части оз. Заболотного находится сток. Вытекающая вода собирается в небольшом водоеме, а затем течет в море. На мало извилистых берегах озера растут березовый и ивовый кустарник, брусника, черника и осоки. Высшая водная растительность развита умеренно. Здесь произрастают рдест альпийский, водяная сосенка, ежеголовник малый. Обитают в озере ручейники, двустворчатые моллюски, бокоплавы, личинки стрекоз, пиявки и личинки комаров звонцов. Этот водоем проточный, поэтому вода здесь чище. Он бета - мезосапробный, то есть умеренно загрязненный. 
Озеро Промежуточное (рис. 2, табл.1, 2, 4). Это озеро небольшое и неглубокое. Вода в нем слабо проточная. Из восточной части озера вытекает ручей и впадает в море. Дно у берегов каменистое. На озере много больших валунов. А в восточных и западных частях озера дно торфяно-илистое. Мало прозрачная вода желтого цвета. Береговая линия плавная. У воды и в воде заросли осоки вздутой и пузырчатой. Озеро находится вблизи морского берега и соленая вода в небольшом количестве просачивается через грунт в водоем. Мох сфагнум не выносит соленой воды и поэтому здесь не растет. В воде на глубине до 1 метра за полосой осоки обитают водяная сосенка и ежеголовка малая. Глубже растет рдест альпийский. Его сообщества занимают большие площади. Присутствие этих растений говорит о значительном накоплении органических веществ. В озере обитают двустворчатые моллюски, бокоплавы, пиявки, личинки ручейников и комаров звонцов. Это альфа-мезасапробное озеро.
Озеро Надежда (рис. 2, 14, 15; табл. 1, 2, 4). Это озеро расположено недалеко от моря, потому что недавно отделилось от него. Ниже озера располагаются два морских заливчика, которые когда-нибудь тоже станут пресными озерами. Озеро Надежда небольшое и неглубокое. Вода стоячая, мало прозрачная, окрашена в коричневатый цвет. Донные отложения торфяно-илистые. Берега извилистые со сплавиной. Сплавина окружена холмами. Во время дождей по этим холмам в озеро стекает дождевая вода. А вытекает из озера в море только один маленький ручей. В озере растет рдест плавающий. Он любит расти в стоячих зарастающих водоемах. Среди него распространена водяная сосенка. Она начинает формировать воздушно-водную растительность. На сплавине можно увидеть вахту трехлистную, сабельник болотный и осоку вздутую. Живут в озере: ручейники, личинки стрекоз и личинки комаров звонцов. Это альфа - мезосапробный водоем, в котором много органических веществ.
Выводы
Из-за небольших размеров и почти плоского рельефа озера острова Лодейного небольшие и неглубокие. Они слабопроточные и поэтому в них накапливаются органические вещества. Чистых олигосапробных водоемов на этом острове нет. Все 6 озер мезосапробные.
Для определения экологического состояния водоемов за Полярным кругом метод Майера можно применять только в комплексе с индикаторными свойствами высших водных растений. Некоторые озера, имея одинаковый индекс Майера, отличаются по видовому составу макрофитов. Высшие водные растения дают возможность более точно определить экологическое состояние водоемов.
Озера отделились от моря и опреснились недавно. В озера Бабье море и Промежуточное до сих пор попадает немного морской воды. Осолонение сдерживает развитие мха сфагнума, из-за чего заболачивание идет медленнее, чем обычно в пресных водоемах. По этой причине большинство озер на острове Лодейном до сих пор не превратились в сильно заболоченные водоемы.
Список литературы
1.	Липин А. Н. Пресные воды и их жизнь.- М., 1950. - С. 15-45
2.	Дедю И.И. Экологический энциклопедический словарь. – Кишинев, 1987. – С. 277.
3.	Кожин М.Н. Применение индикаторных свойств макрофитов и беспозвоночных животных для оценки качества воды в водоемах о. Великого и Ковдского п-ова. – Умба, 2003 г. 20 с. [рукопись].
4.	Яковлев В.А. Оценка качества поверхностных вод Кольского Севера по гидробиологическим показателям и данным биотестирования (практические рекомендации). – Апатиты: изд. Кольского филиала АН СССР, 1988. – 28 с.
5.	Дубына Д.В. Макрофиты - индикаторы изменений природной среды. - Киев: Наукова думка. – 436 с.
6.	Хренова Н.Г. Высшая водная растительность озер острова Лодейного Кандалакшского заповедника. // Флора и растительность островов Белого и Баренцева морей. – Мурманск, 1996. – С. 138 – 162.
7.	Карпович В.Н. Кандалакшский заповедник. – Мурманское книжное издательство, 1984 г., С. 36 – 42.
8.	Бианки В.В. Природа Кольско-Беломорского региона (краткое физико-географическое и биологическое описание) //Флора и растительность островов Белого и Баренцева морей. – Мурманск, 1996 г. С. 6.
9.	Данилова Ю.А., Новикова Е.А., Ляндзберг А.Р. Биологические методы оценки экологического состояния водоемов. - СПб. 2002. – С 10 - 12.
10.	Раменская М.Л., Андреева В.Н. Определитель высших растений Мурманской области и Карелии. – Л.: Наука, 1982. – 435 с.
11.	Лисицына Л.И., Папченков В.Г., Артеменко В.И. Флора водоемов Волжского бассейна. Определитель цветковых растений. СПб: Гидрометеоиздат, 1993. – 220 с.
12.	Лисицина Л. И. Гербаризация водных растений, оформление коллекций. // Гидроботаника: методология и методы: Материалы Школы по гидроботанике (п. Борок,8-12 апреля 2003 г.). Рыбинск: ОАО «Рыбинский дом печати», 2003. - С. 49-55.
13.	Полоскин А.В., Хайтов В.М. Полевой определитель пресноводных  беспозвоночных. – СПб, 2000. – 12 с.