CC BY
97ФИТОПЛАНКТОН РОДНИКОВ «ЛЕСНОЙ» И «КУЗНАЛ» В НАЦИОНАЛЬНОМ ПАРКЕ «СМОЛЬНЫЙ»
А. Шабаев1, Ю.С. Орлова2
'Средняя образовательная школа № 39 г. Саранска Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва e-mail: [email protected]
Изучен качественный состав фитопланктона родников «Лесной» и «Кузнал» на территории национального парка «Смольный». Выявлены сезонные изменения видового состава фитопланктона, а также его эколого-географические характеристики.
Ключевые слова: Национальный парк Смольный, фитопланктон, родники
Среди основных экологических проблем современности сокращение биоразнообразия занимает особое место. Происходит интенсивное уничтожение природных экосистем и исчезновение видов живых организмов. В связи с этим в 1992 г. Рио-де-Жанейро принята Конвенция по биоразнообразию, в дальнейшем подписанная многими странами, в том числе и Россией. Кроме непосредственно охраны редких и исчезающих видов и сообществ, конвенция предполагает мониторинг уникальных местообитаний для поиска эндемичных видов, а также территорий подвергающихся интенсивному антропогенному воздействию, для выявления исчезающих видов и факторов их угнетения (Конвенция..., 1993). В рамках этой Конвенции принята Глобальная стратегия сохранения растений (Глобальная стратегия., 2002), а также Европейская стратегия, как часть глобальной. Одной из задач стратегии является изучение и описание разнообразия растений, что в России затруднено из-за обширности территорий и большого разнообразия экосистем. И если сообщества высших растений изучаются давно и интенсивно, что позволило выявить определенные тенденции в их распространении, то такие низшие растения как водоросли изучаются эпизодически. Наиболее хорошо изучены водоросли крупных экосистем, таких как водохранилища, крупные реки и озёра (Воденееева и др., 2010; Герасимова, 1996; Корнева, 2008, 2009; Малашенков, 2009; Охапкин, 1994). В тоже время, водоросли родников, ручьев и временных водоемов практически не изучены за исключением единичных работ (Орлова, 2013а).
В связи с вышеизложенным, целью данной работы является изучение видового состава фитопланктона родников национального парка «Смольный» на территории Республики Мордовия.
Пробы фитопланктона отбирали ежемесячно на двух родниках «Лесной» и «Кузнал» в 2013 году (рис. 1).
Родник «Лесной». Координаты: 54°49.892' с. ш., 45°25.854' в. д. Расположен на границе 39 квартала Александровского лесничества национального
парка «Смольный» (рис. 1). Находится на дне небольшого оврага. Рядом в 3 м протекает временный ручей по дебиту сопоставимый с родником. Из родника вытекает ручей в южном направлении и через 5 м сливается с основным ручьем, текущим с севера на юг. Характер истечения воды - слабонапорное донное подпитывание, со дна периодически всплывают пузыри. Дно песчаное. Выполнен в виде колодца, сруб осиновые доски, поставленные на ребро. Над родником навес. Размеры сруба 110*110 см, высота 135 см. У родника относительно хороший дебит в течение всего года, наблюдается небольшой спад в теплое время, зависит, видимо, от уменьшения уровня грунтовых вод. Вода прохладная в течение всего года, видимо, совпадает с температурой водо-вмещающих пород. Глубина родника 68-77 см. Дебит 6,7 - 8 л/мин. Средняя температура воды весной 7°С; летом - 8°С; осенью - 8,5°С (Гришуткин, 2011).
Родник «Кузнал» («Серебряный»). Координаты: 54° 45.6187' с. ш., 45° 24.4166' в. д. Находится в нижней части долины р. Кузнал на границе 89 и 98 кварталов Барахмановского лесничества (рис. 1). Характер истечения воды - безнапорное донное подпитывание. На дне осадки из органики. В юго-западную сторону от родника вытекает ручей. Река Кузнал в 30 м западнее родника. Сруб выполнен в виде колодца. Нижняя часть - доски на ребро, верхняя - бруски. Закрывается крышкой, сверху навес. Состояние сруба хорошее. Размеры 58*53 см, высота 50 см. Глубина родника - 39-45 см. Из родника практически круглый год активно забирают воду. Обладает средним
Таблица 1. Таксономический состав альгофлоры планктона родников
Отдел Число
классов порядков семейств Родов видов, разновидностей и форм
Cyanophyta 1 1 1 1 1
Bacillariophyta 1 2 5 9 9
Euglenophyta 1 1 1 1 2
Chlorophyta 1 1 1 1 1
Итого: 4 5 8 12 13
дебитом (3.3-4.3 л/мин), небольшой спад летом. Вода весь год прохладная (5.5-9.5°С), т. к. небольшой объем воды в колодце, неплохой дебит, имеется постоянный сток (Гришуткин, 2011).
Сбор и обработку материала проводили по стандартным гидробиологическим методикам (Водоросли..., 1989; Киселев, 1969; Методика., 1975; Методы., 2003). В условиях незначительной глубины водных объектов отбор проб осуществлялся простым зачерпыванием с поверхности. Пробы объемом 0.5 л фиксировали 4% раствором формалина и концентрировали способом прямой фильтрации через мембранные фильтры Владипор МФАС -ВА с диаметром пор 1.2 мкм. Количественные пробы просчитывали в камере Нажотта объемом 0.01 см3 с использованием светового микроскопа МБИ-6 и светового микроскопа МИКМЕД-6 вар. 7 СД с цифровой камерой ТС-500.
Для определения видовой принадлежности фитопланктона использовали определители серий: «Определитель пресноводных водорослей СССР», «Визначник прюноводних водоростей Украшсько! РСР», «Sübwasserflora von Miteleuropa». Система диатомовых водорослей приведена в соответствии с источником «Диатомовые водоросли СССР» (1988) в редакции С.И. Генкала (2013).
В составе фитопланктона родников «Лесной» и «Кузнал» обнаружено 13 видов, разновидностей и форм водорослей из 12 родов, 8 семейств, 5 порядков, 4 классов и отделов Cyanophyta, Bacillariophyta, Euglenophyta и Chlorophyta (табл. 1).
Наибольшего видового богатства в родниках достигал отдел диатомовых водорослей, что, вероятно, связано с наличием различных субстратов, подходящих для прикрепления. В связи с незначительным количеством видов, выделить доминантные классы, порядки, семейства и роды не представляется возможным.
Несмотря на сходное число видов фитопланктона, обнаруженных в родниках, таксономическая структура альгофлоры была неоднородна. В планктонном сообществе родника «Лесной» по видовому богатству доминировали диатомовые водоросли, тогда как эвгленовые представлены лишь одним видов (рис. 2). Фитопланктон родника «Кузнал» в таксономическом плане более разнообразен и представлен четырмя отделами водорослей: Cy-anophyta, Bacillariophyta, Euglenophyta и Chlorophyta. Возможно, это связано с более низким, чем в роднике «Лесной» дебитом, что позволяет развиваться
не только прикрепленным организмам (диатомовые водоросли), но и свободно парящим (сине-зеленые и зеленые водоросли). Кроме того, на дне родника наблюдались осадки органического происхождения, что также могло повлиять на таксономический состав фитопланктона.
Видовое богатство фитопланктона в родниках можно оценить как очень низкое. Так, например, в альгоценозе реки Калыша, в которую впадают, вытекающие из родников ручьи, насчитывается 70 видов, разновидностей и форм водорослей (Орлова, 20136). Низкий уровень таксономического богатства фитопланктона в родниках связан со специфическими условиями, такими как небольшая глубина, постоянно низкая температура, затенение от установленных на родниках срубов и постоянный забор воды.
В сезонной динамике таксономического состава фитопланктона не наблюдалось резких изменений (рис. 3). Наибольшее число видов наблюдали в фитопланктоне исследованных родников в середине зимы (январь), за счет развития эвгленовых водорослей, представители которых способны переживать пониженные температуры не переходя в стадию цист. В роднике «Лесной» на протяжении всего сезона исследования наблюдали одинаковое число видов, за исключением середины весеннего сезона (апрель), когда происходило небольшое увеличение видового богатства. Все обнаруженные в этот период виды являлись представителями диатомовых водорослей.
Фитопланктон родника «Кузнал» на протяжении большего времени исследования представлен единичными видами. По два вида водорослей обнаружено в мае и на протяжении поздне-летнего и осеннего сезонов. В отличие от альгоценоза планктона родника «Лесной», структура фитопланктона родника «Кузнал» в сезонном аспекте не была столь однородна. Зимний фитопланктон представлен диатомовыми водорослями. Затем в течение весеннего и летнего сезонов в альгоценозе присутствовал представитель сине-зеленых водорослей с единично отмеченным в мае представителем зеленых. В конце летнего сезона в фитопланктоне появляются диатомовые, которые в осенний и начале зимнего сезона вытесняют сине-зеленые водоросли.
Таким образом, сезонная динамика фитопланктона исследованных родников отличается от общепринятой, в которой происходит смена диатомового комплекса на зеленый к середине лета и обратно, с субдоминированием сине-зеленых и эвгленовых водорослей. Малая изменчивость таксономического состава фитопланктона, возможно, связана со стабильностью условий в родниках в течении всего сезона исследования.
В альгофлоре родников «Кузнал» и «Лесной» большинство видов фитопланктона относятся к группе литоральных водорослей (54.5%) и значительная часть представлена планктонными организмами (36.4%). Также присутствует представитель бентосно-литоральной группы водорослей.
В роднике «Кузнал» преобладают планктонные водоросли, они представлены 4 видами (66.7%), литоральные и бентосно-планктонные организмы
представлены одним видом каждый (рис. 4). В роднике «Лесной» наблюдается иная структура альгофлоры: большинство обнаруженных видов принадлежат к группе литоральных организмов (75.0%), остальные виды (25.0%) относятся к группе планктонных водорослей. Литоральные организмы преобладают среди представителей отдела BacШariophyta, планктонные водоросли представлены отделами Euglenophyta и CЫorophyta.
В географическом отношении вся обнаруженная альгофлора относится к группе космополитов.
По отношению к солености воды все представленные водоросли являются пресноводными. Значительная часть представленных видов (54.5%), индифферентна к незначительным колебаниям №С1 в воде. Так же обнаружена значительная доля видов-галофобов (18.2%) и видов-галлофилов (18.2%). Кроме того, был обнаружен один вид олигалоб.
Для обнаруженных в фитопланктоне родников водорослей оптимум развития приходится на нейтральную или слабощелочную реакцию среды.
По показателю сапробности большинство водорослей являются В-мезосапробами (6 таксонов). Так же нами были обнаружены представители о-В-мезосапробов (1 таксон), олигосапробов (2 таксона) и В-а-мезосапробов (1 таксон) (рис. 5).
В роднике «Кузнал» доминируют организмы В-мезосапробы, тогда как их доля в роднике «Лесной» значительно ниже. При этом, в роднике «Лесной» значительна доля организмов-олигосапробов.
Таким образом, в фитопланктоне родников «Лесной» и «Кузнал» расположенных на территории национального парка «Смольный» обнаружено 13 видов,
Лесной Кузнаг
а СуапорИуга □ Вас Шапорина Н Еид1епорИу[а О СМогорИ^а
Рис. 2. Соотношение отделов водорослей в фитопланктоне родников
393
еэ СуапорЬ^а □ ВасШагюрИ^а н Еид1епорЬу1а шСЬ1огорЬу1а
Рис. 3. Сезонная динамика таксономического состава фитопланктона родников
7 -,
I литоральные о планктонные □ бентосно-ппанктонные
Рис. 4. Распределение экологических групп водорослей в родниках «Кузнал» и «Лесной»
Рис. 5. Структура альгофлоры родников по сапробности
разновидностей и форм водорослей из 12 родов, 8 семейств, 5 порядков, 4 классов и 4 отделов. Наибольшим видовым богатством обладал отдел Bacil-lariophyta. Наибольшим числом видов характеризовался фитопланктон в зимний период. В роднике «Лесной» диатомовые водоросли преобладали на протяжении всего времени исследования, тогда как в роднике «Кузнал» наблюдалась постепенная смена диатомового комплекса на сине-зеленый и обратно на диатомовый. Фитопланктон родников «Лесной» и «Кузнал» можно охарактеризовать как литорально-планктонный, космополитный, В-мезосапробный, индифферентный по отношению к солености и рН воды.
Список литературы
Воденеева Е. Л., Охапкин А.Г., Лебедева М.В. Оценка состояния экосистемы р. Пьяны (Нижегородская область) по фитопланктону // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2010. №2 (2). С. 388-395.
Водоросли: Справочник // Под общ. ред. С.П. Вассера. Киев: Наук. Думка, 1989. 608 с. Генкал С.И., Куликовский М.С., Михеева Т.М., Кузнецова И.В., Лукьянова Е.В. Диатомовые водоросли планктона реки Свислочь и ее водохранилищ. М.: Научный мир, 2013. 326 с.
Герасимова Н.А. Фитопланктон Саратовского и Волгоградского водохранилищ. Тольятти, 1996.
200 с.
Глобальная стратегия сохранения растений. Текст на русском языке. BGCI: Richmond, U.K., 2002.
16 с.
Гришуткин О. Г. Температурный режим и дебит родников национального парка «Смольный» (по материалам исследований 2011 года) / О.Г. Гришуткин // [Электронный ресурс] Актуальные проблемы географии и геоэкологии, 2011, 2 (10). Режим доступа: www.geoeko.mrsu.ru.
Диатомовые водоросли СССР (ископаемые и современные). Т. II, вып. 1. Л.: Наука, 1988. 116 с. Киселев И. А. Планктон морей и континентальных водоемов. - Л.: Наука, 1969. - Т1 - 658 с. Конвенция о биологическом разнообразии [Электронный ресурс], 1993 г. - Режим доступа: http:// www.un.org/ru/documents/decl_conv/conventions/pdiTbiodiv.pdf - Загл. с экрана.
Корнева Л.Г. Альгофлора планктона водохранилищ волжского бассейна // Бот журнал. 2008. Т. 93. № 11. С. 1673-1690.
Корнева Л.Г Формирование фитопланктона водоемов бассейна Волги под влиянием природных и антропогенных факторов. Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. СПб, 2009. 47 c.
Малашенков Д.В. Пространственно-временная изменчивость фитопланктона в реке Москве. Авторе. дисс. . к-та биол. наук. М., 2009. 23 с.
Методика изучения биогеноцев внутренних водоемов. М., 1975. 240 с.
Методы изучения пресноводного фитопланктона: методическое руководство: автор-сост. Садчиков А.П. - М.: Изд-во «Университет и школа». 2003. 157 с.
Охапкин А. Г. Фитопланктон Чебоксарского водохранилища. Тольятти: Изд-во, 1994. 275 с. Орлова Ю.С. Первичные сведения о зимнем фитопланктоне родника Лесной (национальный парк «Смольный», Мордовия) // Экологический сборник 4: Труды молодых ученых Поволжья. Всероссийская научная конференция с международным участием / Под. Ред. Проф. С.В. Сак-сонова. Тольятти: Кассандра. 2013а. С. 127-130.
Орлова Ю.С. Фитопланктон реки Калыша. Часть I. Видовой состав и эколого-географи-ческая характеристика // Сборник научных трудов SWorld. Вып. 3, т. 44. Одесса: Куприенко СВ, 2013б. С.28-32.
