CC BY
14ФИТОПЛАНКТОН ЕРИКА ИКРЯНКА: ФЛОРИСТИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА (АВГУСТ 2014 Г., АСТРАХАНСКАЯ ОБЛАСТЬ)
Е.С. Кривина
Институт экологии Волжского бассейна РАН, Россия e-mail: [email protected]
По данным наблюдений 2014 г. в фитопланктоне ерика Икрянка (Астраханская область) было зарегистрировано 207 таксонов водорослей рангом ниже рода. Как показали наши исследования, наибольшим видовым богатством отличался альгоценоз зоны фитали. Основу видового богатства альгофлоры планктона во всех экотопах составляли зеленые и диатомовые водоросли и цианопрокариоты. Состав флористических спектров в различных экотопах (пелагиаль, фиталь) изменялся незначительно. Эколого-географический анализ также не выявил существенных различий между альгофлорой планктона пелагической зоны и зоны фитали. Ключевые слова: зона фитали, пелагическая зона, фитопланктон, флористический анализ, эколого-географический анализ.
Дельта р. Волги - самая большая речная дельта в Европе. Свое начало она берет в месте отделения от русла р. Волги рукава Бузан (в 46 км севернее Астрахани) и насчитывает до 500 рукавов, протоков и мелких речек. К основным рукавам относят Бахтемир, Камызяк, Старая Волга, Болда, Бузан, Ахтуба, Кигач, которые образуют систему более мелких водотоков (шириной до 30-40 м и расходом воды менее 50 м3/с). В верхней части преобладают крупные водотоки. Количество мелких водотоков увеличиваются по направлению к морскому краю дельты. К мелким водотокам традиционно относят ерики (Мильков, 1970; Сокольский, 1995).
Ериком называют относительно узкую протоку, которая соединяет озера, заливы, протоки и рукава рек между собой, а также с морем. Ерики делят на постоянные и временные (сухие старицы или ложбины). Они могут располагаться как в поймах рек, так и между озерами (Мильков, 1970).
Ерик Икрянка - малый водок в зоне распространения западных подстепных ильменей (ЗПИ) Икрянинского района Астраханской области. Свое начало берет из р. Бахтемир и впадает в ерик Кирельтинский. Общая длина составляет около 8 км.
Изучение фитопланктона в зоне распространения ЗПИ Астраханской области проводилось с начала прошлого столетия. Согласно работе А. Ф. Сокольского (1995), первый список фитопланктона был опубликован М.Х. Сергеевой в 1914 году в трудах Астраханской ихтиологической лаборатории. Он состоял из 124 видов. Круглогодичные наблюдения за фитопланктоном низовий р. Волги в разное время про-
63
водили Сергеева (1909), Зиновьев (1937), Горбунов (1976, 1983), Лаврентьева (1985). (Цит. с изм. по: Сокольский, 1995). До сих пор многие водоемы и водотоки, особенно малые, являются слабо исследованными или неисследованными. Однако изучение может представлять как научный, так и хозяйственный интерес, так как данную группу водных объектов можно рассматривать в качестве перспективной базы для создания рыбоводных хозяйств.
Материал и методы
Материалом для данного исследования послужили альгологиче-ские пробы, отобранные в ходе ботанической экспедиции ИЭВБ РАН во второй половине августа 2014 г. на территории Икрянинского района Астраханской области в зоне ЗПИ дельты р. Волги.
Данный район близок к полупустыням. Климат резко континентальный. Значителен недостаток атмосферных осадков (от 133.2 мм/ год до 233.9 мм/год). Температура воды в период отбора в ерике держалась на уровне +25-29°С, достигая в отдельные дни +32°С.
Отбор проб был проведен согласно общепринятой гидробиологической методике в трех точках (СТ. 1 - верхнее течение, вблизи р. Бах-темир; СТ.2 - среднее течение; СТ.3 - нижнее течение, вблизи впадения в ерик Кирельтинский) (рис.). Кроме изучения фитопланктона открытой части водоема были рассмотрены водоросли, развивающиеся в зоне фитали, т.е. в сообществах высших водных растений (Nymphoides ргЫМа ^те!.) О. КиШге, Sagittaria sagittifolia L.) (Чертопруд, 2007).
Садовые участки
Астраханский л государственный. ~
Рис. Карта-схема отбора проб на ерике Икрянка.
64
Фиксировали материал раствором люголя с последующей дофиксацией 40%-ным раствором формалина, концентрировали методом прямой фильтрации. Подсчет клеток проводили в камере «Учинская», объемом 0.01 мл, биомассу рассчитывали по методу приведенных геометрических фигур. Для определения видовой принадлежности водорослей пользовались определителями серий «Определители пресноводных водорослей СССР» и «Susswasserflora von Mitteleuropa» (Цит. по: Жариков, 2009).
Результаты и обсуждение
В результате проделанной работы в составе фитопланктона ерика Икрянка было зарегистрировано 227 таксонов водорослей рангом ниже рода. Они относятся к 95 родам, 49 семействам, 21 порядку, 15 классам, 9 отделам (табл. 1).
В общем, по водотоку наибольшим видовым богатством отличался отдел зеленых водорослей, в составе которого было встречено 40% от общего числа видовых и внутривидовых таксонов. Затем следовали диатомовые (21%) и синезеленые (цианопрокариоты) (16%) водоросли. Доля других отделов в формировании альгофлоры составляла менее 20%. Именно такое соотношение основных отделов водорослей характерно для водотоков Нижней Волги и низовий реки (Лаврентьева, 1985; Трифонова, 2003; Кри-вина, 2012; 2014; Тарасова и др., 2012).
Наибольшее число видов, разновидностей и форм было зарегистрировано в зоне фитали - 193 видовых и внутривидовых таксон водорослей (табл. 2). Среди них отмечено 32 таксона рангом ниже рода, не встреченных в ходе данного исследования в открытой части водоема, из которых 27% относится к отделу зеленые водоросли, 27% - диатомовые и 29% к цианопрокариотам.
Количество классов, порядков и семейств в составе альгофлоры ерика в различных экотопах оставались примерно одинаковыми. Различия в таксономической структуре начинали проявляться на уровне родов и видов, и были связаны с увеличением видового богатства отделов синезеленых, динофитовых и эвглено-вых водорослей в зоне фитали по сравнению с открытой частью водотока.
Таблица 1. Таксономический состав альгофлоры ерика Икрянка
Отдел Число Число таксонов
классов порядков семейств родов видовых внутривидовых Всего
Cyanoprokaryota 2 3 7 17 36 0 36
Chryzophyta 1 1 1 1 2 0 2
Bacillariophyta 2 5 15 17 43 5 48
Xanthophyta 2 2 4 4 5 0 5
Cryptophyta 1 1 1 2 1 0 1
Dinophyta 1 1 2 4 11 0 11
Euglenophyta 1 1 1 4 10 2 12
Chlorophyta 4 6 16 43 87 5 92
Streptophyta 1 1 2 3 16 4 20
Итого 15 21 49 95 211 16 227
Таблица 2. Таксономический состав водорослей в различных экотопах ерика Икрянка
Отдел Открытая зона Зона фитали
Cyanoprokaryota 25 29
Chryzophyta 1 2
Bacillariophyta 39 41
Xanthophyta 5 4
Cryptophyta 1 0
Dinophyta 9 11
Euglenophyta 9 12
Chlorophyta 78 81
Streptophyta 9 13
Итого 176 193
Увеличение видового богатства было связано, в первую очередь, с обнаружением в зоне фитали новых представителей семейств Phormidiaceae (4) из отдела синезеленые водоросли (цианопрокариоты), семейства Е^1епасеае (3) из отдела эвгленовые водоросли, семейства Chlamydomonadaceae (3) из отдела зеленые водоросли. Примечательно, что значительная часть видов (64%) являются обитателями эвтрофных и гиперэвтрофных водоемов.
В число порядков наиболее богатых по числу семейств и в открытой части водоема, и в зоне фитали входили СЫошсосса^ (9 и в открытой зоне, и в зоне фитали), Raphales (5 в открытой зоне и 4 в зоне фитали), Chroococcales (4 и в открытой зоне, и в зоне фитали), Oscillatoriales (3 и открытой зоне, и в зоне фитали), Peridinales (3 и открытой зоне, и в зоне фитали). Почти половина порядков была представлена одним семейством (8 в открытой зоне, 9 в зоне фитали). Высокое таксономическое разнообразие порядков Chlorococcales, Raphales, Chroococcales характерно для водоемов Нижней Волги и низовий реки.
Состав спектра ведущих порядков выглядел следующим образом (табл. 3). По числу видов, разновидностей и форм водорослей наиболее таксоно-мически разнообразны и в открытом зоне, и в зоне фитали были порядки CЫoшcoccales и Raphales, на долю которых приходилось более 30% водорослей рангом ниже рода. Отличительной особенностью состава спектра ведущих порядков зоны фитали по сравнению с открытой зоной было увеличение таксономической значимости порядка Araphales и исключение из категории «ведущих» порядка Thalassiossiosirales.
Главным отличием спектра ведущих порядков по разнообразию таксонов рангом ниже рода ерика Икрянка от водоемов и водотоков Нижней Волги и низовий реки является меньшая таксономическая значимость порядка Е^кш^, который традиционно занимает 3 место ранжированного ряда спектра в водоемах данного региона (Трифонова, 2003; Тарасова, 2008).
Таблица 3. Спектр ведущих порядков альгофлоры ерика Икрянка
Ведущие порядки число видов % Ведущие порядки число видов %
В открытой зоне В зоне фитали
Chlorococcales 32 18 Chlorococcales 54 28
Raphales 30 17 Raphales 44 23
Nostocales 11 6 Oscillatoriales 24 12
Chroococcales Oscillatoriales 9 5 Nostocales 22 11
Cryptomonadales 14 7
Cryptomonadales Thalassiosirales Euglenales Chlamydomonadales 8 5 Araphales Euglenales Chlamydomonadales 12 6
Chroococcales Desmidiales 12 6
Desmidiales 7 4
При анализе альгофлоры ерика Икрянка были выявлены ведущие семейства в открытой зоне, и в зоне фитали (табл. 4).
Состав спектра ведущих семейств различался незначительно: в открытой зоне последнее место по видовому богатству место занимали семейства Chlamydomonadaceae, Oocystaceae и Stephanodiscaceae, а в зоне фитали -Chlorellaceae, Fragilaiaceae и Pseudoanabaenacea. Также в зоне фитали по сравнению с открытой зоной значительно увеличилось видовое богатство семейства Anabaenabaenaceae из отдела цианопрокариот, которое заняло первое место в ранжированном ряду.
Анализ родового спектра альгофлоры показал (табл. 5), что в открытой зоне группа наиболее таксономически значимых родов состоит из 10 таксонов, в зоне фитали из 12. Представителями этих родов сформировано более 30% всего видового богатства водорослей изучаемого водоема в исследуемые периоды. Высокие значения по доли участия в формировании видового состава в различных экотопах ерика Икрянка родов Navícula и Scenedesmus свидетельствуют о высокой концентрации биогенных элементов. Усиление позиции рода Nítzschía в зоне фитали может быть следствием увеличения содержания биогенов в результате жизнедеятельности и разложения зарослей высшей водной растительности (Трифонова, 1990; Охапкин, 1997).
Использование флористических коэффициентов соотношения таксономических рангов показало, что и в открытой зоне, и в зоне фитали, во-первых, наблюдалась незначительная насыщенность альгофлоры внутривидовыми таксонами, а во-вторых, был низкий уровень родовой насыщенности (табл. 6). Таксономическая структура фитопланктона озера представлена в основном монотипическими родами, что указывает на жесткие условия существования в экосистеме изучаемого водотока, что может быть связано с интенсивной антропогенной нагрузкой (Охапкин, 1997; Старцева, 2002).
Таблица 4. Спектр ведущих семейств альгофлоры ерика Икрянка
Ведущие семейства в открытой зоне число видов % Ведущие семейства в зоне фитали число видов %
№уки1асеае 18 10 АтЬаетсеае 19 10
АпаЬаепасеае 11 6 №уки1асеае Scenedesmaceae 15 8
СЫогеПасеае Nitzschiaceae Scenedesmaceae 9 5
Nitzschiaceae 15 8
Cryptomonadaceae Chlamydomonadaceae 12 6
Cryptomonadaceae 9 5
Сhlamydomonadaceae Chlorellaceae
Oocystaceae 7 4 Fragilariaceae 8 4
Stephanodiscaceae Pseudanabaenaceae
Таблица 5. Ведущие рода альгофлоры ерика Икрянка
Ведущие рода число видов % Ведущие рода число видов %
в открытой зоне в зоне фитали
Navícula 14 8 Navícula 15 8
Cryptomonas 7 4 Nitzschia 12 6
Aphanozomenon 7 4 Anabaena 12 6
Scenedesmus Scenedesmus
Nítzschía 5 3 Cryptomonas 10 5
Anabaena Chlamydomonas 8 4
Chlamydomonas Trachelomonas 8 4
Cyclotella Aphanozomenon 6 3
Monoraphidium 4 2 Cyclotella
Trachelomonas Fragilaria 5 3
Monoraphidium
Phormidium
Таблица 6. Соотношение основных таксономических единиц альгофлоры планктона ерика Икрянка
Таксоны Cyanoprokaryota Bacillariophyta Xanthophyta Cryptophyta Dinophyta Euglenophyta Chlorophyta
П Ф П Ф П Ф П Ф П Ф П Ф П Ф
Родовая насыщенность 1.69 2.61 2.41 2.45 2 2 4 4 1.24 1.24 2 3.67 2.12 2.27
Видовая насыщенность 0.09 0.09 0.13 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0.02 0.03
Семейственная насыщенность 1.89 2.44 1.56 1.69 1 1 2 3 1.34 1.34 3 3 2.09 2.4
Примечание: П - пелагиаль, Ф - фиталь
Эколого-географический анализ альгофлоры ерика Икрянка показал, что основная часть зарегистрированных водорослей открытой зоны представлена планктонными организмами (76% от общего числа водорослей, для которых известно традиционное место обитание). Доля литоральных форм составила 6%, бентосных также 6%. По мере продвижения от истока к устью ерика постепенно увеличивается доля бентосных форм (Ст.1 - 3%, Ст. 2 - 4.5%, Ст. 3 - 7.2%). В зоне фитали также преобладали планктонные организмы (74% от общего числа видов водорослей, для которых известно традиционное место обитания). Доля литоральных форм была несколько выше и составляла 9%.
Практически все зарегистрированные водоросли относились к видам-космополитам (в открытой зоне - 93% от общего числа видов, для которых известно географическое распространение, в зоне фитали - 94%). Среди индикаторов солености воды преобладают виды-индифференты (в открытой зоне - 79%, в зоне фитали - 71%). Доля истинно пресноводных организмов (галофобов и олигогалобов) составляет 10 % в открытой зоне и 8% в зоне фитали. Водоросли, предпочитающие соленые воды (галофилы) соответственно составляют 11% в открытой зоне и 18% в зоне фитали. Увеличение доли галофилов в зоне фитали может быть связано с поступлением в воду метаболитов высшей водной растительности (Тарасова, 2008).
Из 176 видов, разновидностей и форм водорослей, зарегистрированных в открытой зоне ерика Икрянка, 26% являются показателями различной степени кислотности среды. Среди них преобладают водоросли, предпочитающие щелочные воды (56% от общего числа видов-индикаторов степени кислотности среды), значительна также доля видов-индифферентов (41%). Из 193 таксонов рангом ниже рода, зарегистрированных в зоне фитали, показателями различной степени щелочности среды являлись 29%. Доля аклифилов составила 58%, индифферентов - 42%.
Виды-индикаторы различной степени органического загрязнения составляют 51% от общего количества зарегистрированных в открытой зоне видов, разновидностей и форм. Основная часть (53% водорослей-сапроби-онтов) - это виды-индикаторы низкой степени органического загрязнения (от х до о-а-мезосапробной зон). Виды-индикаторы средней степени органического загрязнения (Р-мезосапробы) составляют 33%, высокой степени содержания органических веществ (от р-а до а-сапробной зон) - 15% от общего числа водорослей-сапробионтов. В зоне фитали виды-индикаторы органического загрязнения составили 54% от общего количества таксонов рангом ниже рода. Доля индикаторов низкой степени органического загрязнения - 47%, средней степени - 36%, высокой - 17%. Некоторое увеличение доли видов-индикаторов средней и высокой степени загрязнения могло быть связано с поступлением органических веществ от высшей водной растительности и уменьшением глубины.
Выводы
Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
- в составе фитопланктона ерика Икрянка в августе 2014 г. в общей сложности было зарегистрировано 227 таксонов водорослей рангом ниже рода из 9 отделов, 15 классов, 21 порядка, 49 семейств, 95 родов. Наибольшее число видов, разновидностей и форм было выявлено в зоне фитали - 193 видовых и внутривидовых таксона водорослей;
- анализ таксономических спектров показал, что определяющую роль в формировании альгофлоры изучаемого водотока во всех экотопах играли зеленые, диатомовые и синезеленые водоросли. В целом состав спектров в различных экотопах менялся незначительно. Изменения касались в основном изменения ранговой значимости отдельных таксонов или сменой наименее значимых таксонов в пределах проведенного ранжирования;
- эколого-географический анализ показал, что основная часть зарегистрированных водорослей представлена видами-космополитами и в открытой зоне водоема, в зоне фитали. Во всех экотопах изучаемого водотока среди индикаторов солености воды преобладали виды-индиф-ференты, среди индикаторов кислотности среды - алкалифильные виды и виды-индифференты.
Список литературы
Жариков В.В. (ред.). Протисты и бактерии озер Самарской области. Тольятти: Кассандра, 2009. 240 с.
Кривина Е.С. Летний фитопланктон западных подстепных ильменей Астраханской области // Известия ПГПУ им. В.Г. Белинского. Естественные науки. 2012. №29. С. 152-158.
Кривина Е.С. Летний фитопланктон разнотипных западных подстепных ильменей Астраханской области 2011-2012 гг.: таксономический состав и эколого-географическая характеристика // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2014. Т. 23(3). С. 116-129.
Лаврентьева И.В. Первичная продукция прудов как показатель их рыбопродуктивности // Первичная продукция морей и внутренних водоемов. Минск, 1985. С. 84.
Мильков Ф.Н. Словарь-справочник по физической географии. М.: Мысль, 1970. 343 с.
Охапкин А.Г. Видовой состав фитопланктона как показатель условий существования в водотоках разного типа // Ботанический журнал. 1997. №1. С. 46-53.
Сокольский А.Ф. Биопродуктивность малых озер. Астрахань, 1995. 256 с.
Старцева Н.А. Состав и структура фитопланктона малых водоемов урбанизированного ландшафта (на примере г. Нижний Новгород). Дисс. ... канд. биол. наук. Нижний Новгород, 2002. 170 с.
Тарасова Н.Г. Водоросли биоценозов высших водных растений озер Волжско-Камского заповедника // Природное наследие России в 21 веке. Материалы II Международной научно-практической конференции. (23-25 сентября 2008 г.). Уфа, 2008. С. 380-385.
Тарасова Н.Г, Буркова Т.Н., Унковская Е.Н. Фитопланктон Куйбышевского водохранилища (Россия) в современный период // Альгология. Тезисы докладов IV Международной кон-
ференции «Актуальные проблемы современной альгологии» (Киев, 23-25 мая 2012 г.). Киев, 2012. С. 291-293.
Трифонова И.С. Экология и сукцессия озерного фитопланктона. Л.: Наука, 1990. 183 с. Трифонова И.С. (ред.). Фитопланктон Нижней Волги. Водохранилища и низовье реки. С-Пб.: Наука, 2003. 231 с.
Чертопруд М. В. Разнообразие водных систем: учеб. пособие. М.: Изд.-во МГУ, 2007. 64 с.
References
Chertoprud M.V. Diversity of aquatic systems. Moscow: Moscow State University, 2007. 64 p. [In Russian]
Krivina E.S. Summer phytoplankton of Western ilmens in the Astrakhan region // Proceedings of the Penza State Pedagogical University. Natural sciences. 2012. Vol. 29. P. 152-158. [In Russian] Krivina E.S. Summer phytoplankton of different types of Western ilmens of the Astrakhan region in 2011-2012: taxonomic composition and ecological-geographical characteristics // Samar-skaya Luka: problems of regional and global ecology. 2014. Vol. 23(3). P. 116-129. [In Russian]
Lavrentieva I.V. Primary production of ponds as an indicator of their fish productivity // Primary production of seas and inland waters. Minsk, 1985. P. 84. [In Russian]
Milkov F.N. The dictionary-manual of physical geography. Moscow: Mysl, 1970. 343 p. [In Russian]
Okhapkin A.G. The species composition of phytoplankton as an indicator of the conditions of existence in watercourses of different types // Botanichesky Zhurnal. 1997. Vol. 1. P. 46-53. [In Russian]
Sokolsky A.F. Productivity of small lakes. Astrakhan, 1995. 256 p. [In Russian] Startseva N.A. Composition and structure of phytoplankton of small water bodies in urban landscape (on the example of Nizhny Novgorod). PhD Thesis. Nizhny Novgorod, 2002. 170 p. [In Russian]
Tarasova N.G. Algae of biocoenoses of higher aquatic plants in the lakes of the Volga-Kama State Nature Reserve // Natural heritage of Russia in the 21st century: Materials of the II International scientific-practical conference (23-25 September 2008). Ufa, 2008. P. 380-385. [In Russian]
Tarasova N.G., Burkova T.N., Unkovskaya E.N. The phytoplankton in the Kuybyshev reservoir (Russia) in the modern period // Algology. Abstracts of the IV International Conference «Actual problems of modern Algology» (Kyiv, May 23-25, 2012). Kyiv, 2012. P. 291-293. [In Russian]
Trifonova I.S. Ecology and succession of lake phytoplankton. Leningrad: Nauka, 1990. 183 p. [In Russian]
Trifonova I.S. (Ed.). Phytoplankton of the Lower Volga. Reservoirs and lower reaches of the River. Saint-Petersburg: Nauka, 2003. 231 p. [In Russian]
Zharikov V.V. (Ed.). Protists and bacteria of lakes in the Samara region. Togliatti: Cassandra, 2009. 240 p. [In Russian]
PHYTOPLANKTON OF THE IKRYANKA ERIK: FLORISTIC COMPOSITION AND ECOLOGICAL AND GEOGRAPHICAL CHARACTERISTICS (AUGUST 2014, ASTRAKHAN REGOIN)
E.S. Krivina
Institute ofEcology of the Volga River Basin ofRAS, Russia e-mail: [email protected]
In August 2014, 207 algae species were recorded in the phytoplankton of Ikryanka erik (Astrakhan region). We showed that algal flora of phytal zone had the greatest species richness. Chlorophyta, Bacillariophyta and cyanoprokaryotes represented a basis of species richness in pelagial and phytal zones. We found no remarkable differences in the floristic composition in different ecotopes (pelagial vs. phytal zones). Ecological-geographical analysis also revealed no significant differences between the phytoplankton of the pelagic zone and the phytal zone.
Key words: ecological-geographical analysis, floristic analysis, pelagic zone, phytoplankton, phytal zone.
