CC BY
23
Серия «Биология. Экология»
2008. Т. 1, № 1. С. 135-138 Онлайн-доступ к журналу: http://isu. ru/izvestia
И З В Е С Т И Я
Иркутского
государственного
университета
УДК 576.8
Гидробиологические исследования содово-соленых озер Забайкалья
Д. Д. Цыренова1, А. В. Брянская2, Б. Б. Намсараев1
1 Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, г. Улан-Удэ
2 Институт цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск E-mail: baldanovaD@rambler.ru
Аннотация. Проведены гидробиологические исследования содово-соленых озер Забайкалья. Большинство озер относились к щелочному высокоминерализованному гидрокарбонатному типу. Выявлена количественная связь между содержанием хлорофилла а, численностью и биомассой фитопланктона. Была получена прямая зависимость при выражении хлорофилла а через численность.
Ключевые слова: численность, хлорофиллсодержащие организмы, биомасса, хлорофилл а.
Содержание фотосинтетических пигментов, в частности хлорофилла а, в водоемах позволяет судить о продукции фитопланктона, так как этот пигмент ответствен за новообразование органического вещества при фотосинтезе [1]. Содержание хлорофилла часто коррелирует с численностью и биомассой микроорганизмов.
Наблюдается закономерное увеличение общей численности и биомассы с повышением трофического статуса озера. При этом с достижением биомассы максимальных значений (150 мкг/г хлорофилла а численность бактерий оставалась на одном уровне или снижалась при «цветении» водоема [2]. Целью настоящей работы являлось изучение гидробиологических характеристик содово-соленых озер Забайкалья.
Материал и методы
Исследованиям в июле 2006 г. были подвергнуты содово-соленые озера Онон-Бор-зинского бассейна (Забайкальский край): Бабье, Горбунка, Зун-Торей, Зун-Холво, Хилган-та, Шулуутайн Ехэ Тором. К гидробиологическим исследованиям относились определение физико-химических параметров, хлорофилла а, численности и биомассы хлорофиллсодержащих организмов. Озера отличались между собой по цветности, прозрачности, активной реакции воды, температуре, минерализации и другим физико-химическим характеристикам.
Кислотность среды (рН) определяли потенциометрическим портативным рН-метром
рНер2 (Португалия). Значения общей минерализации получены при помощи портативного тестер-кондуктометра ТБ8-4 (Сингапур). Концентрацию гидрокарбонатов и карбонатов оп-
ределяли общепринятыми титриметрическими методами [7]. Содержание растворенного в воде кислорода определяли скляночным методом.
Для определения хлорофилла а пробы на месте отбора фиксировали глицерином или 96%-ным спиртом. Содержание хлорофилла а (Схл. а) определяли по стандартной методике [5], расчеты проводили по формуле:
Схл.а=13,9-(ОП665-ОПсп.665) •
•Уэкстр./1кюв-1/Уобр., мг/мл,
где ОПй65 - оптическая плотность экстракта при длине волны 665 нм; ОПсп665 - оптическая плотность спирта при длине волны 665 нм; Уэкстр. -объем экстракта, мл; 1 - толщина кюветы, (1 см); Уобр. - объем вносимого образца, мл.
Для определения общей численности микроорганизмов (ОЧМ) в цианобактериальных матах готовили исходную болтушку грунта: в колбу со стерильной водопроводной водой (100 мл) вносили навеску грунта (1 г). Суспензию гомогенизировали на дезинтеграторе, отстаивали одни сутки. Суспензию фильтровали на фильтровальной установке через мембранные фильтры («Millipore», диаметр пор 0,22 мкм, диаметр фильтрующей площади 19 мм) с подложкой из фильтровальной бумаги. На фильтр помещали 3-5 мл суспензии. После фильтрации добавляли 10 мл безбактериальной водопроводной воды для равномерного распределения бактерий. Фильтры вместе с подложкой подсушивали на фильтровальной бумаге в чашке Петри. Затем фильтры окрашивали 5%-ным эритрозином и просматривали на микроскопе Axiostar Plus («ZEISS», Германия) при увеличении 1,25*10* *100 в 20 полях зрения по диагонали. Площадь поля зрения - 3,14*104 мкм2.
Расчет общей численности микроорганизмов (кл/мл) в 1 г сырого грунта производился по формуле:
Ы=пКЛ/У,,
где п - среднее число микроорганизмов в одном поле зрения; К - отношение фильтрующей площади фильтра S (мкм) к просчитываемой площади поля зрения 8(мкм); V - объем профильтрованной суспензии (мл); А - множитель для пересчета численности микроорганизмов из разведения на 1 г.
Биомассу (Б) определяли с учетом объемов клеток отдельных видов микроорганизмов [3, 4].
Результаты и обсуждение
Большинство исследованных озер являлись мелководными водоемами с глубиной от 3,05,0 (табл. 1). Озера Хилганта и Горбунка в момент исследования были пересохшими, отбор проб воды, ила и мата проводили из чаши высохших озер. Озера имели большую площадь от 85-300 км2, кроме оз. Шулуутайн Ехэ Тором. Значения рН от 7,2 до 9,7. Минимальные значения минерализации отмечены в оз. Шу-луутайн Ехэ Тором (3,0 г/л), максимальные в
оз. Бабье (276 г/л).
Таблица 1
Физико-химические параметры исследованных водоемов
Озеро И, м 8, км2 М г/л рН О2, г/л СО32-, г/л НСОэ-, г/л
Шулуутайн Ехэ Тором 5,0 2,5 3,0 9,24 — — —
Хилганта* Ст. 1 — — 128,0 7,5 н.о. 2,45 1,75
Ст. 2 — — 152,0 7,2 н.о. н.о. 1,80
Зун Холво 3,5 150 10,0 9,2 0,74 3,82 1,20
Горбунка* — — 90,0 7,5 н.о. Н.о. 3,70
Зун Торей 3,0 300 5,0 9,7 0,25 0,37 2,84
Бабье 5,0 85 276,0 8,7 - 1,88 1,15
Примечание: И - глубина озера; 8 - площадь водного зеркала М - минерализация; «-» - анализ не был проведен, н.о. - не обнаружено; * - в период исследований озеро было пересохшим, анализ проводили в воде из прикопок; «-» - анализ не был проведен
Таблица 2
Биологические характеристики содово-соленых озер Забайкалья
Озеро ОЧБ-Юб, кл/мл Б-106, мкм3/мл Схл. а, мг/мл
Хилганта, станция 1 95,55 5,73 221,49
Хилганта, станция 2 201,15 39,63 348,72
Хилганта, сухой мат 166,43 1,40 1070,95
Горбунка 137,51 0,83 41,98
Бабье 142,72 1,17 246,77
Зун-Торей 177,0 1,45 235,86
Зун-Холво 87,75 0,72 304,14
Шулуутайн Ехэ Тором 100,43 0,92 5971,83
Содержание кислорода находилось от 0,25 до 0,75 г/л, в большинстве из озер он отсутствовал. Содержание карбонатов в исследованных озерах не превышало 3,82 г/л (оз. Зун-Холво), минимальное 0,37 г/л (оз. Зун-Торей). Содержание гидрокарбонатов варьировало от 1,15 до 3,70 г/л. По анионному составу воды озера относятся к гидрокарбонатному типу.
Для указанных выше озер с помощью метода регрессионного анализа была оценена зависимость общей численности хлорофиллсодержащих организмов и биомассы от трофического статуса озер. Критерием трофического статуса было выбрано содержание хлорофилла а в планктоне. Значения хлорофилла а изменялись в диапазоне от 41,98 до 5971,83 мг/мл (табл. 2). Согласно трофической градации [6], все рассмотренные озера являются эвтрофны-ми. Менее эвтрофировано озеро Горбунка (Схл. а = 41,98 мг/мл). Максимальные концентрации хлорофилла а зафиксированы для озер Шулуутайн Ехэ Тором и Хилганта (5971,83 и 1070,95 мг/мл, соответственно), воды которых используются для водопоя скота и сельскохозяйственных нужд.
ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОЗЕР ЗАБАЙКАЛЬЯ
137
Значения численности и биомассы хлорофиллсодержащих организмов в исследуемых водоемах широко варьировали. Максимальная численность и биомасса (201,15-106 кл/мл и 39,63-106 мкм3/мл, соответственно) была отмечена в оз. Хилганта, станция 2 (табл. 2), в видовом составе которого доминировали цианобактерии. Озеро Бабье, где наблюдались высокие численность и биомасса, наиболее подвержено «цветению» водоема. Наименьшая численность (87,75-106 кл/мл) и соответственно наименьшая биомасса (0,72-106 мкм3/мл) были зарегистрированы в озере Зун-Холво.
Нами было получено уравнение, описывающее количественную связь общей численности с концентрацией хлорофилла а. Оно имеет следующий вид:
Схл. а = 1,0742№0,4164, Я2=0,5991,
где Я2 - уровень достоверности аппроксимации.
Данное уравнение является более достоверным, чем уравнение, полученное для оценки количественной связи биомассы с концентрацией хлорофилла а:
Схл. а = 0,9966-Б+0,4729, Я2=0,5098,
что можно объяснить большим вкладом мелких организмов в трансформацию органического вещества по сравнению с более крупными, а поэтому обусловливающими практически 60 % биомассы. Следует также отметить, что количественные связи между численностью, биомассой и содержанием хлорофилла а в планктоне сделаны по малым выборкам, однако и они создают предпосылку для прогноза степени развития фитопланктона в озерных экосистемах с учетом трофических условий [2].
Таким образом, большинство из изученных озер являются высокоминерализованным щелочным экосистемами. ОЧБ находились в пре-
делах 87,75-106 - 201,15-106 кл/мл, биомасса -0,83-106-39,63-106 мкм3/мл, хлорофилл а -41,98-5971,83 мг/мл.
Уравнения, описывающие количественную связь между этими параметрами, показали, что наиболее достоверным является выражение хлорофилла а через численность.
Работа выполнена при поддержке гранта Президиума РАН «Происхождение эволюции биосферы», гранта «Научная школа БГУ» (рук. Намсараев Б. Б), проекта МО РФ №РНП.2.1.1. НОЦ «Байкал», Интеграционного проекта № 24 СО РАН.
Литература
1. Брянская А. В. Влияние экологических условий на видовое разнообразие и функциональную активность цианобактерий водоемов Южного Забайкалья : автореф. дис. ...канд. биол. наук / А. В. Брянская. - Улан-Удэ : БГУ, 2002. - 22 с.
2. Бульон В. В. Взаимосвязь между численностью бактерий и содержанием хлорофилла в планктоне пресных вод / В. В. Бульон, Е. Б. Павельева // Микробиология. - 1998. - Т. 67, № 2. - С. 261-266.
3. Вассер С. П. Водоросли: справочник / С. П. Вас-ер, Н. В. Кондратьева, Н. П. Масюк и др. - Киев : Наукова думка, 1989. - С. 170-188.
4. Кожова О. М. К методике определения объемов клеток фитопланктона / О. М. Кожова, Н. А. Шастина, Н. А. Заусаева // Экологические исследования водоемов Сибири. - Иркутск, 1978. - С. 110-123.
5. Методы химического анализа в гидробиологических исследованиях - Владивосток : АН СССР ДВНЦ, Ин-т биол. моря, 1979. - 126 с.
6. Общие основы изучения водных экосистем / под ред. Г. Г. Винберга. - Л. : Наука, 1979. - 272 с.
7. Намсараев Б. Б. Полевой практикум по водной микробиологии и гидрохимии : метод. пособие / Б. Б. Намсараев, В. М. Горленко, З. Б. Намсараев и др. // отв. ред. Вайнштейн М. Б. - Улан-Удэ : Изд-во Бурят. гос. ун-та, 2005. - 68 с.
Hydrobiological analysis of soda-salt lakes in Transbaikalia
D. D. Tsyrenova1, A. V. Bryanskaya2, B. B. Namsaraev1
1 Institute of General and Experimental Biology SB RAS, Ulan-Ude
2 Institute of Cytology and Genetics SB RAS, Novosibirsk
Abstract. Hydrobiological researches of transbaikalian soda-salt lakes have been conducted. The majority of lakes concerned to alkaline, highmineral gidrocarbonat type. Quantitative communication between chlorophyll a, abundance and a phytoplankton biomass were revealed. The most authentic results turn out at expression of a chlorophyll a through abundance.
Key words: abundance of bacteria, biomass, chlorophyll a.
Серия «Биология. Экология». 2008. Т. 1, № 1
Цыренова Дулма Доржиевна Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН
670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6 младший научный сотрудник лаборатории микробиологии
тел. (3012) 43-42-11, факс (3012) 43-30-34 Е-шаП: baldanovaD@rambler.ru
Брянская Алла Викторовна Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН
670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6 кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории микробиологии тел. (3012) 43-42-11, факс (3012) 43-30-34
Намсараев Баир Бадмабазарович Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН
670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6 доктор биологических наук, профессор заведующий лабораторией микробиологии тел. (3012) 43-42-11, факс (3012) 43-30-34 Е-mail: bair_n@mail.ru
Tsyrenova Dulma Dorzhievna Institute of General and Experimental Biology SB RAS
670047, Ulan-Ude, 6, Sakhyanovoi St. research scientist, Laboratory of Microbiology phone: (3012) 43-42-11, fax: (3012) 43-30-34 Е-mail: baldanovaD@rambler.ru
Bryanskaya Alla Viktorovna Institute of General and Experimental Biology SB RAS
670047, Ulan-Ude, 6, Sakhyanovoi St.
Ph.D. in Biology, senior research scientist,
Laboratory of Microbiology
phone: (3012) 43-42-11, fax: (3012) 43-30-34
Namsaraev Bair Badmabazarovitch Institute of General and Experimental Biology SB RAS
670047, Ulan-Ude, 6, Sakhyanovoi St.
D.Sc. in Biology, Prof., Head of Laboratory of Microbiology
phone: (3012) 43-42-11, fax: (3012) 43-30-34 Е-mail: bair_n@mail.ru
