CC BY
54
ИЗВЕСТИЯ
ПЕНЗЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА имени В. Г. БЕЛИНСКОГО ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ № 25 2011
IZVESTIA
PENZENSKOGO GOSUDARSTVENNOGO PEDAGOGICHESKOGO UNIVERSITETA imeni V. G. BELINSKOGO NATURAL SCIENCES № 25 2011
УДК 581(282.2)(471.45)
ХАРАКТЕРИСТИКА ФИТОПЛАНКТОНА ВЫСОКОМИНЕРАЛИЗОВАННОЙ РЕКИ ХАРА
© Т. Н. БУРКОВА Институт экологии Волжского бассейна РАН, лаборатория экологии простейших и микроорганизмов e-mail: [email protected]
Буркова Т. Н. - Характеристика фитопланктона высокоминерализованной реки Хара // Известия ПГПУ им. В.Г. Белинского. 2011. № 25. С. 493-496. - По данным наблюдений 2006, 2008-10 гг. в фитопланктоне высокоминерализованной реки Хара (аридная зона Прикаспийской низменности) зарегистрировано 184 таксона водорослей рангом ниже рода. В основном это диатомовые, зеленые и синезеленые водоросли. В эколого-географическом отношении преобладали виды-космополиты, планктонные организмы, индифференты по отношению к солености воды, индифференты и алкалифилы по отношению к ее рН. Наибольшего развития в р. Хара достигали синезеленые и диатомовые водоросли, иногда - зеленые и эвгленовые, создававшие максимумы численности и биомассы фитопланктона.
Ключевые слова: фитопланктон, сапробность, виды-индикаторы, доминанты.
Burkova T. N. - Characteristics of phytoplankton river Hara // Izv. Penz. gos. pedagog. univ. im.i V.G. Belinskogo.
2011. № 25. Р. 493-496. - According to supervision 2006, 2008-10 in phytoplankton of the river Hara with high-mineral waters (of arid zone of Nearcasplan hall) it is registered 184 taxa algas by a rank below a genus. Basically in diatoms, green and cyanophyta algas. In the ecology-geographical relation prevailed species-cosmopolitans, planktonic organisms, indifferent in relation to salinity of water, indifferent and alkalifils in relation to it pH. The greatest development in river Hara reached cyanophyta and diatom algas, sometimes - green and euglenophyta, produce maxima of number and biomass of a phytoplankton.
Keywords: a phytoplankton, saprobity, species-indicators, dominants.
Река Хара - самая большая по протяженности (40 км) из семи речек-ручьев, стекающих по крупным балкам в озеро Эльтон. Она является равнинным водотоком с медленным течением, глубинами 0.1-0.8 м и относится к солоноватым (< 30%о) мезогалинным (< 18%о) водоемам аридной зоны севера Прикаспийской низменности [1]. Ее гидрология, наряду с такими факторами как климат и рельеф, в значительной мере определяетсягеологическимстроениемводосборного бассейна, где преобладают соленые и карбонатные отложения. В нижнем течении реки бьют родники с железистыми горько-солеными водами (минерализация до 14 г/л). Питают реку преимущественно родники и атмосферные осадки.
В пределах зоны смешения «река-озеро» соленость воды возрастает. В низовьях реки под слоем соли залегает черная органо-минеральная грязь с характерным запахом сероводорода. По соотношению главных ионов в верхнем течении воды реки относятся к сульфатному классу натриево-калиевой группы, в приустьевой части - хлоридному классу натриевокалиевой группы. По уровню кислотности вода в вер-
ховье нейтральная, в среднем течении и приустьевой части - слабо щелочная [6]. Основной формой азотсодержащих соединений является аммонийный азот, содержание которого в водах р. Хара находится в пределах 1.0-10.7 ПДК. Максимальное превышение нормативов характерно для приустьевого участка. Величины концентраций фосфатного фосфора в р. Хара (270-340 мкг/дм3), необходимого для жизнедеятельности организмов, свидетельствуют об эвтрофном состоянии ее вод. Водные массы реки обогащены общим (растворенным и взвешенным) органическим веществом, что возможно связано с тем, что приустьевая часть является местом концентрации гнездящихся и пролетных водоплавающих и околоводных птиц.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Первые исследования фитопланктона р. Хара проводились нами в составе комплексных экспедиций ИЭВБ РАН в августе 2008 и 2009 гг. - от истока до устья; в 2006 и 2010 гг. - только в приустьевой части.
Методы отбора и обработки альгологических материалов, а также перечень руководств, исполь-
зованных для определения видового состава водорослей, приведены ранее [7]. В связи с особенностью гидрохимического состава вод р. Хара, для более точной идентификации альгофлоры ее планктона, использовались дополнительные источники [2, 4, 5]. Доминирующими в сообществах фитопланктона считались виды, численность или биомасса которых равнялась или превышала 10% от общих значений этих показателей.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Всего в составе альгофлоры планктона р. Хара было зарегистрировано 184 таксона водорослей рангом ниже рода, относившихся к 8 отделам, 13 классам, 19 порядкам, 45 семействам, 89 родам (табл. 1). Наи-большимтаксономическимразнообразиемхарактери-зовался отдел Bacillariophyta , в котором сосредоточено 37% общего числа видов, разновидностей и форм водорослей, затем следовал отдел Chlorophyta, включавший в себя 21%, Cyanophyta - 20% , Euglenophyta -8%, Dinophyta - 5%, Cryptophyta и Chrysophyta - по 4%, Xanthophyta - 1%.
Наиболее высокие величины (3.4-4.0) коэффициента видового разнообразия Шеннона отмечались в случаях, когда ни один из видов водорослей не вы-делялсясвоимколичественнымразвитием,преимуще-ственно же этот показатель изменялся в пределах от 1.4 до 2.2, что свидетельствовало о резко выраженном доминировании одного или нескольких представителей фитопланктона реки.
В эколого-географическом отношении основу фитопланктона р. Хара составляли планктонные организмы (50% от числа видов с известным местообитанием), в меньшей степени бентосные и формы прибрежных и мелководных биотопов (39%); относительно географического распространения преобладали виды-космополиты (92% от числа видов, для которых оно известно); относительно рН среды - индифференты и ал-калифилы (46% и 50% соответственно от числа видов-индикаторов рН). По отношению к солености воды преобладали также индифференты (63% от количества видов, для которых известно отношение к этому показателю), галофилы и мезогалобы (31 % ) также играли заметную роль в формировании альгоценоза реки (рис. 1).
Таблица 1
Таксономическая структура альгофлоры планктона р. Хара
Отдел Число Число таксонов
классов порядков семейств родов видовых внутривидовых всего
Cyanophyta 2 3 9 21 35 1 36
Chryzophyta 1 3 5 6 8 0 8
Bacillariophyta 2 5 15 25 58 10 68
Xanthophyta 1 1 1 1 1 0 1
Cryptophyta 1 1 1 5 8 0 8
Dinophyta 1 1 3 4 8 1 9
Euglenophyta 1 1 1 7 14 1 15
Chlorophyta 4 4 10 20 38 1 39
Итого 13 19 45 89 170 14 184
Из 186 таксонов водорослей рангом ниже рода, зарегистрированных в р. Хара 117 являются видами-сапробионтами,72% которыхпоказателиШклассачи-стоты воды - «вода умеренно загрязненная». По отношению к степени органического загрязнения водной толщи состав водорослей-показателейсапробности на 32% образован р-мезосапробами, значительно менее разнообразны олигосапробы (11%) и а-мезосапробы (8%), хотя достаточно разнообразныиндикаторы промежуточной степени загрязнения между р-мезо- и олигосапробной (29%) и р-мезо- и а-мезосапробной (19%). Оценка санитарного состояния вод р. Хара по индикаторным видам фитопланктона свидетельствовала о том, что они на всем протяжении водотока при-надлежаликкатегориибета-мезосапробных(коэффи-циент сапробности по численности фитопланктона изменялся от 1.7 до 2.5).
Степеньсходстваводорослей,развивающихсяна разных участкахреки (исток,среднеетечение, устье ) -низкая (коэффициент видового сходства Серенсена составлял 33-41%), что объясняется особенностью гидрологического и гидротермического режимов изу-чаемоговодотока, которые, видимо, иявляютсяоснов-ной причиной того, что на каждом участке реки формировался свой специфический альгоценоз. Видовой составводорослей, входящих в составдоминирующих по численности и биомассе комплексов, также отличается на различных участках реки (табл. 2).
В состав доминирующего комплекса видов фитопланктона р. Хара в позднелетний период входило 27 видов, разновидностей и форм водорослей, из которых по 10 таксонов рангом ниже рода относились к отделам Bacillariophyta и Cyanophyta, 3 - Chlorophyta, 2 - Euglenophyta, 1 - Dinophyta.
А
г
е
и
г
дц
Рис. 1. Распределение числа видовых и внутривидовых таксонов водорослей в зависимости от числа эколого-географических характеристик альгофлоры планктона р. Хара:
А - от типичных мест обитания; Б - от распространения; В - от отношения к солености; Г - от отношения к рН.
Обозначения: П - планктонный; Б - бентосный; Л - литоральный; О - обитатель обрастаний; Э - эпибионт; П-Б - планктонно-бентосный; к - космополит; с-а - северо-альпийский; б - бореальный; а - альпийский; И - индифферент; Ог - олигогалоб; Мг - мезогалоб; Гл - галофил;
Гб - галлофоб; Ал - алкалифил+алкалибионт; Ин - индифферент; Ац - ацидофил+ацидобионт.
Таблица 2
Состав доминирующих комплексов фитопланктона на отдельных участках р. Хара
Верхнее течение Среднее течение Нижнее течение
Microcystispulverea (Wood) Forti emend. Elenk.; M.smithii Kom. et Anag.; Amphora holsatica; Caloneis amphisbaena (Bory) Cl.; Chaetoceros muelleri Lemm.; Astasia inflata Duj. f. fusiformis (Skula) Popova; Chlamydomonas globosa Snow Aphanizomenon flos-aquae (L.) Ralfs; Merismopedia minima Beck; Planctolyngbya limnetica (Lemm.) Kom.- Leg.et Cron.; Tropidoneis lepidoptera Grun. var. intermedia J. Kiss.; Peridiniopsis penardii ; Euglena minima France; Oocystis borgei Snow; Koliella longiseta (Vischer) Hind. Aphanizomenon flos-aquae (L.) Ralfs;Jaaginema geminate (Menegh.ex Gom.) Anag. et Kom.; Plantothrix agardii (Gom.) Anag. et Kom.; Lyngbya aestuarii Mert) Liebm.; Phormidium molle (Kutz.) Gom.; Chaetoceros muelleri Lemm.; Cyclotella meneghiniana Kutz.; Amphora coffeaeformis Ag.; A. commutate Grun.; Navicula menisculus Schum.; Nitzschia tenuirostris Mer.; Stephanodiscus hantzschii Grun.; Raphydocelis sigmoidae Hind.
Доминируюш,иепредставителиCyanophyta(циа-нопрокариоты) занимали лидирующее положение благодаря численности их клеток, виды-доминанты из Chlorophytaибольшинство Bacillariophytaвыделялись и по количеству встреченных клеток и по биомассе. Что же касается эвгленовых и динофитовых, а также таких крупноклеточных представителей диатомовых водорослей, как Caloneis amphisbaena и Tropidoneis lepidop-tera var. intermedia,то их место в доминирующем комплексе определяли, прежде всего, значения биомассы.
Повышенное содержание в водных массах р. Хара органического вещества и аммонийного азота естественного происхождения [6] при температуре воды 22-26оС определяли и высокие значения количественного развития фитопланктона: численность изме-
нялась от 0.5 до 655.9 млн кл/л, биомасса - от 2.0 до 74.1 г/м3. Относительно велика и доля организмов обладающих способностью к гетеротрофному способу питания - 43% от общего списка водорослей, которые были зарегистрированы в р. Хара за период ее исследо -вания. Причем, от истока до устья реки их участие в составе альгофлоры почти не изменялось (42-48%). По количественным показателям развития фитопланктона в изучаемом водотоке виды-миксотрофы составляли от 2% до 93% от общей численности водорослей и от 7% до 88% от их биомассы, имея наиболее высокую долю участия в формировании альгоценозов истока реки и особенно ее приустьевого участка.
Средневзвешенная биомасса позднелетнегофи-топланктона в р. Хара составила 21.8 г/м3, что соглас-
но классификации, предложенной о. П. оксиюк с соавторами [3], соответствует 4 классу качества воды «загрязненная», разряду 4б «сильно загрязненная». В зависимости от степени органического загрязнения -политрофному классу.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, альгофлора планктона р. Хара второй половины вегетационного периода отличался богатством видового состава (184 таксона рангом ниже рода), высокими показателями численности и биомассы, заметным участием в формировании альгоценоза реки миксотрофных организмов и видов-галофилов.
особенностью развития фитопланктона данного водотока в это время являлись неоднородность и специфичность его развития, которые заключались в резкой смене доминирующих видов и количественных показателей на разных участках реки.
По основным показателям фитопланктона, используемым для оценки степени органического загрязнения вод, воды р. Хара можно отнести к 3-4 классу качества «мезотрофному» и «политрофному».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зинченко Т.Д., Головатюк Л.В., Выхристюк Л.А., Ши-тиковВ.К.Разнообразиеиструктурасообществмакро-зообентосавысокоминерализованнойр.Хара(Приэль-тонье) // Поволжск. эколог. журн. 2010. № 1. С. 14-30.
2. Косинская Е. К. Определитель морских синезеленых водорослей. М.-Л., 1948. 280 с.
3. Оксиюк О. П., Жукинский В. Н., Багринский Л. П., Линник П. Н., Кузьменко М. И., Кленус В. Г. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши // Гидробиол. журн. 1993. Т. 29, № 4. С. 62-76.
4. Прошкина-Лавренко А. И. Диатомовые водоросли планктона Азовского моря. М.-Л., 1963. 192 с.
5. Прошкина-Лавренко А. И. и Макарова И. В. Водоросли планктона Каспийского моря. Л.: Наука, 1968.291 с.
6. РоэенцветО. А., Зинченко Т.Д., ВыхристюкЛ. А., Костина Н. В. Изменение состава липидов Enteromorpha intestinalis в условиях речных вод аридной зоны Прикаспийской низменности // Известия СНЦ РАН. 2008. Т. 10. № 5/1. С. 251-257.
7. Тарасова Н. Г. Фитопланктон Верхнего пруда Ботанического сада: Таксономический состав и экологогеографическая характеристика // Бюллетень «Са-марскаяЛука»:2007.Т. 16.№1-2(19-20).С.156-166.
