CC BY
21
ФИТОПЛАНКТОН И ПЕРВИЧНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ МАЛЫХ СЕЛЬХОЗВОДОЕМОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ
Н.Г. Лиховид, Л.П. Ермолина, Т.В. Хабарова
ЬУОЛОГУЧЕСШ ШНУ
Центральное Предкавказье - регион, который в силу своего географического положения и истории освоения оказался плацдармом антропогенной экспансии, продолжающейся уже более двухсот лет и приведшей к практически полному сельскохозяйственному освоению территории. Естественные биогеоценозы оказались локализованы и составляют сейчас не более 2% площади территории (Шальнев, Диденко, Лиховид и др., 2002). На фоне коренного преобразования природных ландшафтов происходили качественные сдвиги в биологическом разнообразии региона, что выразилось в переходе многих элементов степной и лесостепной флор в категории редких и исчезающих (Красная книга ... , 2002).
Параллельно происходили и процессы обводнения степного Предкавказья для нужд сельского хозяйства. По многочисленным степным балкам в результате гидротехники были сооружены пруды; часть небольших озер и лиманов естественного происхождения зарегулированы. Таким образом возникли многочисленные искусственные водные системы, большая часть которых, особенно в последние годы, перешла к существованию на основе саморегуляции, - по типу естественных водоемов, где и сформировались ценозы, близкие к аборигенным.
Целью нашей работы было выявле-
ние видового разнообразия фитопланктона в малых сельхозводоемах, оценка показателей первичной биологической продуктивности последних.
Изучение флоры и растительности водоемов различного происхождения, режима и трофности дает возможность выделить и охарактеризовать биоиндикаторные "границы" фитопланктона того или иного типа водоемов, что позволяет шире использовать водные растения в системе мониторинга качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям (Фрейндлинг, 1985 и др.). В Центральном Предкавказье подобные исследования практически не осуществлялись, за исключением фрагментарного обследования ряда крупных водохранилищ в рыбоводных целях.
Детальное изучение фитопланктона малых сельскохозяйственных водоемов выполнено в 1994 - 2003 гг., когда были обследованы свыше 100 прудов и естественных водоемов с зарегулированным водоснабжением.
По результатам исследований в фитопланктоне (табл. 1) всех исследуемых водных объектов было отмечено около 110 таксонов рангом ниже рода из 7 отделов. Из них: 14 - сине-зеленые, 1 - пиро-фитовые, 3 - золотистые, 30 - диатомовые, 1 - желто-зеленые, 14 - эвгленовые и 47 - зеленые.
Таблица 1
Альгофлора малых сельхозводоемов Центрального Предкавказья
Отдел, Группы водоемов*
вид О Р Л П
I 2 3 4 5
Сине-зеленые водоросли:
Anabaena hassalii + + + +
Aphanothece stagnina + +
A. elegans +
Chamaesiphon curvatus +
Dactylococcopsis rhaphidioides + + + +
Gleocapsa alpina + + +
G. rupestris + +
G. turgida + + + +
Gopphosphaeria aponina + + +
Merismopedia glauca + + +
Microcystis aeruginosa + + + +
Oscillatoria sancta + + + +
Schizotrix lateritia + + +
Woronichinia naegeliana + +
Пирофитовые водоросли:
Cryptomonas sp. + + +
Золотистые водоросли:
Chrysamoeba radianas +
Cremastochrysis sp. +
Myxocharysis paradoxa + + +
Диатомовые водоросли:
Amphora subcapitata + +
Asterionella Formosa + + +
Centronella reicheltii +
Cyclotella sp. + + +
Cymbella sp. + +
Cymatopleura vulgaris + +
Diatoma elongatum +
Diploneis sp. +
Eunotia veneris + +
Girosigma fasciola + +
Girosigma sp. +
Flagellaris crotonessis + + +
Melosira sp. + +
Navicula sp. + + +
N. rostrata + + +
Nitzschia sp. + + +
N. acuta +
N. closterium + +
N. dissipata + + +
N. longissima + + +
N. parva +
Отдел, Группы водоемов*
вид О Р Л П
I 2 3 4 5
N. reversa + + +
N. seriata + +
N. vemicularis +
Pinnularia viridis + + + +
Planktonella sp. + + +
Synedra ulna + + + +
Stephanodiscus sp. + + + +
Surirella striatula +
Tabellaria sp. + + + +
Желто-зеленые водоросли:
Chlorosaccus ulvaceus + + +
Эвгленовые водоросли:
Euglena viridis + + +
E. acus + +
E. proxima + +
E. gracilis + + + +
E. sanguinea +
E. sp. + + +
Eutreptia pyrenoidifera +
Phacus orbicularis +
Strombomonas fluviatilis +
S. folgensis + + +
S. sp. + + +
Trachelomonea curta + + +
T. planctonica + + +
T. sp. +
Зеленые водоросли:
Actinastrum sp. + + +
A. hantzschii + + +
Ankistrodesmus falcatus + + +
A. acicularis + +
Botryococcus braunii + + +
Chlamydomonas sp. + + + +
Chlorella vulgaris + + + +
Chlorococcum humicola + + +
Chodatella sp. + +
Closterium lunula +
C. leibleinii + + +
C. acerosum + + +
Cosmarium subtumidum + + +
C. quinerium +
C. protuberans +
C. reniforms +
Crucigenia tetrapedia + + +
Отдел, Группы водоемов*
вид О P Л П
I 2 3 4 5
Euastrum rerrucosum +
E. divaricatum + +
Eudorina elegans + + +
Mesotaenium chlamydosporum + + +
Micrasterias conferta +
Netrium digitus + + +
Oocystis sp. + + +
Pandorina morum + + + +
Pediastrum simplex + + + +
Penium polymorphum + +
Pleurococcus vulgaris + + +
Polyedriopsis spinulosa + + +
Protococcus viridis + + +
Raphidonema sp. +
Radiosphaeria sphaerica + + +
Roya cambruca + +
Scenedesmus sp.(l) +
S. sp. (2) + + +
S. quadricauda + + +
Selenastrum sp. + + +
S. bibraianum + +
Sorastrum spinulosum + + +
Spirotaenia critrocephala +
Staurodesmus convergens +
Tetraedron minimum + + +
T. caudatum + + +
Tetrastrum triacanthum + + + +
Tetraspora lubrica + + +
Volvox globator + +
V. aureus + + + +
*Сельхозводоемы: О - озерного происхождения; Р - речного происхождения; Л - лиманы; П -пруды.
Таблица 2
Флористическое сходство фитопланктона в водоемах различного происхождения*
Водоемы озерные речные лиманы пруды всего видов
озерные 23/41,4 18/34,3 20/37,0 26
речные 23/41,4 67/87,7 61/73,1 85
лиманы 18/34,3 67/87,7 65/80,7 79
пруды 20/37,0 61/73,1 65/80,7 82
*В числителе - число общих видов, в знаменателе -
Данные таблицы 1 показывают, что наиболее богатыми в видовом разнообразии оказываются водоемы речного происхождения (85 видов), пруды (82 вида) и лиманы (79 видов); наименее - водоемы озерного происхождения (всего 26 видов).
коэффициент Серенса - Чекановского.
Сравнивая видовое разнообразие фитопланктона сельскохозяйственных водоемов различного происхождения с использованием коэффициента Серенса -Чекановского (табл. 2), можно установить, что наибольшее сходство наблюдается у сельхозводоемов речного и лиман-
ного происхождения (87, 7), лиманов и прудов (80, 7). Сельскохозяйственные водоемы озерного происхождения значительно отличаются от всех остальных групп водоемов.
В то же время видов, характерных только для сельхозводоемов озерного типа, не отмечено, а вот в прудах их было 10: Chamaesiphon curvatus, Chrysamoeba radianas, Nitzschia vemicularis, Surirella stria-tula, Eutreptia pyrenoidifera, Phacus orbicu-laris, Strombomonas fluviatilis, Vicrasterias conferta, Scenedesmus sp. и Staurodesmus con-vergens; в водоемах речного происхождения - 11: Centronella reicheltii, Diatoma elonga-tum, Cremastochrysis sp., Trachlomonea sp., Closterum lunula, Cosmarium protuberans, Euastrum rerrucosum, Raphidonema sp. и Spi-rotaema critrocephala; в лиманах - 6: Apha-notece elegans, Diploneis sp., Girosigma sp., Nitzschia acuta, N. parva и Cosmarium quin-erium.
Рассматривая сезонную динамику видового разнообразия фитопланктона следует заметить, что смена одних форм водорослей другими занимает видное место в функционировании водоемов, что определяется фенологией отдельных представителей. Исследования выявили довольно резкую сменяемость одних групп (и видов) водорослей другими. Во всех водоемах можно выделить весенние, летние и осенние группы и их долгожителей. Так, к весенним можно условно отнести Anabaena hassalii, Amphora subcapitata, Asterionella formosa, Centronella reicheltii, Cymbella sp., Diatoma elongatum, Nitzschia seriata, Cirosigma fasciola, Stephanodiscus sp., Tabellaria sp., Chodatella sp., Closterium lunula, Cosmarium protuberans, Chlorococcum humicola, Eudorina elegans, Oocysta sp., Euas-trum verrucosum, Selenastrum bibraianum, Spirotaenia eritrocephala, Tetraspora lubrica, Volvox aureus, Penium polymorphum, Pedias-trum simplex, Sinedra sp., Pandorina morus и Netrium nigitus; к летним - Oscillatoria sancta, Synedra ulna, Navicula sp., Gleocapsa turgida, Gopphoshaeria aponina, Merismope-dia glauca, Spirulina major, Cryptomonasssp., Kremastochrysis sp., Chrysamoeba radians, Eunotia veneris, Nitzschia closterium, N. re-
versa, Euglena gracilis, E. Sanguinea, E. acus, Phacus orbicularis, Strombomonas fluviatilis, S. folbensis, S. sp., Trachelomonas curta, T. planetonica, T. sp., Actimastrum hantzschii, Botryococcus braunii, Closterium acerosum, Pediastrum sp., Protococcus viridis, Polye-driopsis spinulosa, Tetraedon caudatum и Tetrastrum triacanthum; а к осенним - Apha-nitece stagnina, A. elegans, Chamaesiphon cur-vatus, Schizotrix laterina, Cymatopleura vulgaris, Diploneis sp., Navicula rostrata, Nitzschia acuta, N. narva, N. vermicularis, Suriella striatula, Gleocapsa sp., Volvox sp. и другие. Наконец, к долгожителям относятся Dactylococcopsis rhaphidioides, Microcystis aeruginosa, Oscillatoria sancta, Myxocharisis paradoxa, Cyclotella sp., Flagellaria crotonen-sis, Navicula sp., Nitzschia longissima, Pinnu-laria viridis, Planctoniella sp., Synedra ulna, Chlorosaccus ulvaceus, Euglena viridis, E. proxima, Crucigenia tetrapedia, Mesotaenium chlamydosporum, Pediastrum simplex, Scenodesmus spinulosum, Tetraedron minimum, Chlamidomonas sp., Navicula radiosa и другие.
Следует обратить внимание на то, что смена одних видов водорослей другими с апреля по сентябрь практически не сказывается на численности и общей биомассе фитопланктона водоемов (табл. 3, 4). При этом достаточно четко прослеживаются следующие закономерности:
- во всех водоемах общая биомасса фитопланктона возрастает летом, достигая максимума в августе, и заметно снижается в августе;
- в каждом месяце биомасса фитопланктона складывается в каждом водоеме преимущественно из биомассы зеленых водорослей, наивысшая численность которых отмечается в августе;
- заметную роль в формировании биомассы фитопланктона в разные месяцы играют диатомовые, эвгленовые, сине-зеленые и пирофитовые водоросли;
- основная часть биомассы фитопланктона приходится на наиболее крупные водоросли каждого отдела. Так, у сине-зеленых водорослей это Oscillatoria, Gleocapsa, Aphanotece и Microcistis; у пиро-фитовых - Cryptomonas; у диатомовых -
Pinnularia, Synedra и Staphanodiscus, у эвг-леновых - все виды Euglena, Strombomonas, Trachelomonas; у зеленых - Chlamidomonas, Chlorella, Protococcus viridis, Pleurococus vulgaris и другие.
Материалы, представленные в таблице 4, показывают, что наибольшей среднесезонной биомассой обладают малые сельскохозяйственные водоемы,
имеющие речное и озерное происхождение, а наименьшую - лиманы. Интересно также и то, что средняя продуктивность оказывается выше в озерах.
Авторы выражают благодарность студентам биолого-химического факультета Ставропольского государственного университета, участвовавшим в сборах полевого материала.
Таблица 3
Сезонная динамика фитопланктона малых сельхозводоемов Центрального
Предкавказья
Отдел водорослей Общая численность, млн/мЗ (ММ)
IV V VI VII VIII IX
сине-зеленые 11,7 11,7 25,0 26,7 45,0 11,7
диатомовые 15,0 26,7 40,8 25,0 31,7 8,3
желто-зеленые 1,7 5,0 9,7 13,3 10,0 5,0
эвгленовые 1,7 15,0 39,2 21,7 25,0 1,7
зеленые 26,7 66,7 184,2 263,3 321,7 60,0
пирофитовые 0,0 0,0 6,7 10,0 10,0 1,7
золотистые 0,0 0,0 5,0 5,0 1,6 1,7
всего 56,7 125,0 310,0 375,0 445,0 90,0
Таблица 4
Средняя биомасса и продуктивность фитопланктона малых сельхозводоемов
Центрального Предкавказья
Водоемы Общая биомасса, г/м3 Среднесе-зонная биомасса, г/м3 Продуктивность, т/га
IV V VI VII VIII IX
Озерного происхождения 30,0 32,0 34,0 40,0 46,4 26,0 32,4 23,3
Речного происхождения 12,0 30,0 42,0 44,0 45,0 30,0 35,0 21,0
Лиманы 9,3 10,8 26,2 33,8 36,9 12,1 21,5 12,9
Пруды 3,0 7,8 20,0 46,2 94,9 6,1 29,6 13,3
ЛИТЕРАТУРА
1. Красная книга Ставропольского края: Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и животных. -Ставрополь: ОАО "Полиграфсервис", 2002. Т. 1. Растения.
2. Фрейндлих А.В. зарастание и продукция макрофитов малых озер южной Карелии / Ботанический журнал. 1985. Т. 70. Вып. 7
3. Шальнев В.А., Диденко П.А., Лиховид А.А. и др. Современные ландшафты Ставропольского края. - Ставрополь:
Изд-во СГУ, 2002.
Об авторах
Лиховид Наталья Геннадьевна, кандидат биологических наук, доцент, доцент кафедры ботаники, докторант Ставропольского государственного университета. Лауреат Государственной научной стипендии президиума Российской академии наук для талантливых молодых ученых России. Сфера научных интересов - гидробиология. Автор более 20 опубликованных работ.
Ермолина Людмила Петровна, заведую-
щая зоологическим музеем Ставропольского государственного университета. Сфера научных интересов - структурно-функциональные особенности биоценозов малых сельхозводоемов и их использование в рыбоводных целях. Хабарова Татьяна Васильевна, аспирант
кафедры физической географии Ставропольского государственного университета. Сфера научных интересов - изменение биологического разнообразия водных экосистем в результате мелиорации и ирригации.
