CC BY
15
Серия «Биология. Экология» И З В Е С Т И Я
2009. Т. 2, № 1. С. 45-48 Иркутского
Онлайн-доступ к журналу: государственного
http://isu.ru/izvestia университета
УДК 581.526.323.2 (282.256.341.57)
Макрофитные водоросли в малых реках бассейна реки Хилок
А. П. Куклин
Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Чита E-mail: kap0@mail.ru
Аннотация. В работе рассмотрены состав и распределение макрофитных водорослей в малых реках бассейна р. Хилок.
Ключевые слова: макрофитные водоросли, малые реки, р. Хилок, сообщества.
Введение
Малые реки, как и другие водные объекты, прошли длительный путь эволюции, в результате чего их экосистемы приобрели структурно-функциональную устойчивость, обеспечивающую определенный уровень биопродуктивности, обмена веществом и энергией [10]. Распространенные в реках Забайкалья макрофитные водоросли наряду с фитопланктоном и микрофитобентосом участвуют в формировании биотических характеристик среды и на отдельных участках рек вносят ощутимый вклад в продуцирование органического вещества. В малых реках макрофитные водоросли оказываются более приспособленными к гидродинамическим условиям среды, поэтому, в отличие от высшей водной растительности, осваивают наиболее «экстремальные» участки русла.
Малые реки бассейна р. Хилок стекают с нескольких хребтов (Яблоновый, Цаган-Хуртей, Заганский, Малханский, Осиновый) высотой 1 300-1 800 м, имеющих сглаженные очертания. В северной части бассейна на отрогах Витимского плоскогорья истоки рек находятся на высоте 1 000-1 200 м. Сложение поверхности бассейна кристаллическими породами определяет низкую минерализацию водотоков. Большая часть бассейна занята горной тайгой, в долинах рек расположены луга, лесостепные и, в южной части, степные ландшафты.
Материалы и методы
Малыми реками принято считать реки низких порядков, составляющие верхние звенья гидрографической сети, протекающие в однородных природных условиях, имеющие длину не более 100 км и площадь водосбора 1-2 тыс. км2 [1].
Под макрофитами понимают растительные организмы, доступные наблюдению невооруженным глазом, независимо от их организации и систематического положения, для установления родовой (в ряде случаев видовой) принадлежности которых не требуется применения оптических средств с большим увеличением [16; 17]. В настоящей работе к макрофитным водорослям отнесены низшие водные авто-трофные организмы с размерами более 2 мм, а также мейоводоросли (0,5-2 мм), которые образуют на субстратах дерновинки и колонии макроскопических размеров.
В 1999-2001 гг. в водотоках района исследования собрано 60 количественных и 50 качественных проб. Пробы брали по стандартным методикам на разрезах, расположенных перпендикулярно берегу [5]. Водоросли фиксировали раствором формалина с концентрацией 4 % [3]. При определении таксономического состава использовали определители отечественных авторов [13-15; 18].
Результаты и обсуждение
В малых реках бассейна р. Хилок выявлено 49 видов макроводорослей из отделов Cyano-phyta, Xanthophyta, Rhodophyta и Chlorophyta (табл.). Анализ видового состава по частоте встречаемости в реках по [12] показал, что из всех отмеченных видов только три (Stra-tonostoc linckia f. linckia (Roth) Elenk., Toly-pothrix distorta (Fl. Dan.) Kütz. и Chaetophora elegans (Roth) Ag. относятся к высокоактивным с частотой встречаемости от 50 до 74 % (6 % от видового состава). К малоактивным видам с частотой встречаемости от 15 до 50 % отнесен 31 вид (63 %), к неактивным видам с частотой встречаемости менее 15 % - 15 видов (30 % всего списка видов).
Таблица
Систематическая характеристика макроводорослей малых рек бассейна р. Хилок
Отдел Класс Порядок Семейство Род Вид Разновидность
Cyanophyta 1 2 6 10 17 3
Xanthophyta 2 2 3 3 4 2
Rhodophyta 1 1 2 2 2 -
Chlorophyta 4 5 11 14 26 -
Итого S 10 22 29 49 5
С. Ф. Комулайнен [6; 7] на примере микро-фитобентосных организмов показал, что водоросли образуют структурированное сообщество, в котором в каждый ярус входят водоросли определенной морфологии. Нами [8] показано, что и макрофитные водоросли образуют сложные по структуре сообщества.
Сравнение видового состава и структуры сообществ верхнего, среднего и нижнего течения провели для р. Сев. Горека, как наиболее разнообразной по составу видов. Выявлено, что состав макроводорослей верхнего и нижнего течения сходен на 8 %, верхнего и среднего -на 18 %, среднего и нижнего - на 40 %. Таким образом, по составу флоры в р. Сев. Горека можно выделить три участка: 1 - кладофорово-ностоковый участок (от истока до оз. Ара-Нур); 2 - ностоково-улотриксовый (от оз. Ара-Нур до р. Мал. Харюлгата); 3 - улотриксово-кладофоровый (от р. Мал. Харюлгата до устья). Наибольшим количеством видов и фитомассой сообществ характеризуется участок реки между оз. Ара-Нур и р. Мал. Харюлгата.
Для рек среднегорий выявлено, что в реках одного порядка состав макроводорослей сходен более, чем в реках разных порядков. Так, в реках I и II порядков (рр. Арин-Горхон, Мал. Олентуйка) количество видов макроводорослей не превышает 5-7. Из синезеленых преобладает порядок Nostocales, из зеленых - Ulotrichales. На протяжении вегетационного сезона формируются одноярусные сообщества водорослей из Stratonostoc linckia f. linckia, Str. linckia f. carneum (Ag.) Elenk., Str. verrucosum (Vauch.) Elenk., Calothrix sp. В течение вегетационного сезона состав видов постоянен, структура и количественное развитие изменяются в зависимости от колебаний расхода воды. Русло рек эти порядков преимущественно каналообразное, в понижениях дренирует делювиальные шлейфы, здесь отсутствуют субстраты для прикрепления водорослей. Значительные уклоны дна реки обеспечивают в периоды выпадения осадков быстрый рост уровня воды и резкое по-
вышение ее эрозионно-транспортирующей способности, что в сумме оказывает отрицательное воздействие на развитие сообществ макрофитных водорослей.
В реках III-V порядков (рр. Саранка, Хуртэй и др.) возрастает разнообразие видов и сложность строения сообществ. На участках 20-25 км от истока количество видов еще незначительно в связи с тем, что пригодные для заселения субстраты заняты водным мхом Fontinalis sp. На его стеблях эпифитно развиваются колонии рода Stratonostoo. Ниже по течению (30-40 км для горных и 25-30 км для предгорных рек) в сообществах макрофитобентоса возрастает общее количество видов, повышается доля видов порядка Nostocales (35-65 %), снижается количество видов порядка Ulotrichales (до 30 %), доля видов порядка Zygnematales составляет 6-8 %. Здесь на протяжении вегетационного сезона формируются двухъярусные сообщества. В верхнем ярусе доминируют зеленые водоросли (Draparnaldia glomerata (Vauch.) Ag., Oedogonium sp. 2, Chaeto-phora incrassata (Hudson) Hazen и др.), в нижнем - Str. verrucosum, Str. linokia f. linokia, Tolypothrix distorta, Ch. elegans, Tetraspora lubrica (Roth.) Ag. Выявлено, что зеленые водоросли в массе доминируют в период летней и осенней межени, создавая от 50 % до 90 % всей фитомассы сообщества. В целом именно эти участки рек характеризуются наибольшими значениями общей фитомассы водорослей. На участке, расположенном в 40-50 км от истока, в составе флоры макроводорослей изменяется их соотношение: доля
Cyanophyta снижается до 14 %, увеличивается доля Chlorophyta (до 64 %), при этом возрастает количество видов порядка Zygnematales (11 %). В целом фитомасса водорослей макрофитобентоса здесь составляет 15-20 г/м2.
Русло рек III-V порядков врезано до коренных пород. Появление стабильных субстратов, не перемещаемых в течение длительного времени, приводит к заселению их водным мхом. Однако с ростом порядка реки уменьшается размер
МАКРОФИТНЫЕ ВОДОРОСЛИ В МАЛЫХ РЕКАХ БАССЕЙНА РЕКИ ХИЛОК
47
речного аллювия, что приводит к его меньшей стабильности [2]. В этих условиях многолетние дерновинки мха сменяются сообществами мак-рофитных водорослей, состав, строение сообществ и количественное развитие которых обусловливаются разным количеством биогенных веществ, поступающих с территории водосбора. Появление вначале односторонней, затем двусторонней поймы способствует развитию на ней аллювиальных почв, которые, согласно
Н. Ю. Михеевой [11], Л. Л. Убугунову и др. [19], богаты соединениями фосфора. Бедность вод соединениями азота, наличие подземного питания, богатство почв фосфором способствуют массовому развитию в составе сообществ макроводорослей этого участка синезеленых водорослей - признанных азотфиксаторов [4].
В нижнем течении рек V и более высоких порядков (р. Хила) развиваются одноярусные сообщества водорослей с преобладанием, как по составу видов, так и по фитомассе, нитчатых форм Chlorophyta. На расстоянии 50-100 км от истока и более во флоре преобладают Chlorophyta (Cl. fracta (Mühl. ex Vahl.) Kütz., Ulothrix zonata var. zonata Kütz., Mougeotia sp., из Cyanophyta -Str. linckia f. linckia, роды Anabena, Oscillatoria. Из отдела Chlorophyta на порядок Ulotrichales приходится до 35-40 % видов, а на Zygnematales - до 15 % от общего количества видов. Массового развития водоросли достигают только в местах с наличием каменистых субстратов (перекаты, сваи мостов и др.). Значения фитомассы организмов поэтому колеблются в очень широких пределах (от полного отсутствия на песках и илах в омутах до 100-200 г/м2 в местах произрастания водорослей на каменистых перекатах).
Для рек V порядка и более характерно полностью сформированное, меандрирующее русло. Развита двусторонняя пойма, на которой расположены старичные русла и пойменные водоемы, в период паводков поставляющие виды в основное русло. Речной аллювий, слагающий побочни, перекаты и осередки, представлен подвижным песчанно-гравийным материалом. Вегетация сообществ водорослей возможна только на локальных участках русла с русловой отмосткой, освобождающейся от песчано-гравийных насосов в паводок, а также в местах укрепления русел рек крупнообломочным материалом (сваи мостов, дамбы обвалования). Зеленые нитчатые водоросли получают здесь максимальное развитие, так как образуют плотные ватообразные скопления, способные противостоять механическому разрушению потоком.
Заключение
Неодинаковые условия формирования и протекания малых рек приводят к различиям в видовом составе и фитомассе доминирующих видов макрофитных водорослей. При этом на конкретном участке реки наибольшее влияние на развитие водорослей оказывают характер грунта, скорость течения, определяемые характеристиками руслового процесса, и степень насыщенности вод биогенными веществами, зависящая от типа местности, в котором протекает река. Протекая в условиях высотной поясности, малые реки бассейна р. Хилок пересекают несколько типов ландшафтов, обладающих различной способностью к питанию вод биогенными веществами и, как следствие, определяют доминирование разных видов макроводорослей.
Литература
1. Беркович К. М. Экологическое русловедение / К. М. Беркович, Р. С. Чалов, А. В. Чернов. - М. : ГЕОС, 2000. - 332 с.
2. Борсук О. А. О некоторых способах определения транзита обломочного материала на малых реках Восточного Забайкалья / О. А. Борсук, Г. Н. Колосова, Ю. Г. Симонов // Вестн. науч. информации Заб. фил. Геогр. общ-ва СССР. - Чита, 1967. - № 8. - С. 72-83.
3. Водоросли. Справочник / С. П. Вассер [и др.] -Киев : Наук. думка, 1989. - 608 с.
4. Громов В. Б. Цианобактерии в биосфере // Соросов. образоват. журн. - 1996. - № 9. - С. 33-39.
5. Качаева М. И. Фитопланктон и фитобентос реки Ингоды (Забайкалье) : автореф. дис. ... канд. биол. наук / М. И. Качаева. - Томск, 1974. - 21 с.
6. Комулайнен С. Ф. Структурно-функциональная организация речного фитоперифитона как экотонного сообщества / С. Ф. Комулайнен // Тез. докл. VIII Съезда Г идробиол. об-ва. - Калининград, 2001. - Т. 1. - С. 182-183.
7. Комулайнен С. Ф. Экология фитоперифитона малых рек Восточной Фенноскандии / С. Ф. Кому-лайнен. - Петрозаводск : Изд-во КарНЦ РАН, 2004. - 182 с.
8. Куклин А. П. Эколого-биотопическая классификация сообществ макрофитных водорослей в бассейне реки Хилок / А. П. Куклин // Структура и функционирование экосистем Байкальского региона : регион. науч.-практ. конф. : материалы - Улан-Удэ : Изд-во БГУ, 2003. - С. 79-80.
9. Мальчикова И. Ю. Ландшафтная структура и некоторые особенности биологического разнообразия на у-уровне / И. Ю. Мальчикова // Ландшафтное и биологическое разнообразие бассейна реки Хи-лок: опыт изучения и управления. - Новосибирск : Наука, 2002. - С. 7-20.
Серия «Биология. Экология» 2009. Т. 2, № 1
10. Мережко А. И. Структура и характер взаимосвязей в основных компонентах экосистем бассейнов малых рек / А. И. Мережко // Гидробиол. журн. - 1985. - Т. 21, № 6. - С. 3-10.
11. Михеева Н. Ю. Почвы / Н. Ю. Михеева // Ландшафтное и биологическое разнообразие бассейна реки Хилок: опыт изучения и управления. -Новосибирск : Наука, 2002. - С. 20-27.
12. Науменко Ю. В. Водоросли реки Тес-Хем (Тува, Россия) / Ю. В. Науменко // Бот. журн. -1999. - Т. 84, № 2. - С. 54-59.
13. Определитель пресноводных водорослей СССР. Зеленые, красные и бурые водоросли. - Л. : Наука, 1980. - Вып. 13. - 248 с.
14. Определитель пресноводных водорослей СССР. Класс Улотриксовые. - Л. : Наука, 1986. -Вып 10. - 360 с.
15. Определитель пресноводных водорослей СССР. Синезеленые водоросли. - М. : Сов. наука, 1953. - Вып. 2. - 652 с.
16. Распопов И. М. Макрофиты, высшие водные растения: основные понятия / И. М. Распопов // Первая Всесоюз. конф. по высшим водным и прибрежно-водным растениям : тез. докл. - Борок, 1977. - С. 91-94.
17. Распопов И. М. О некоторых понятиях гидроботаники (Обзор) / И. М. Распопов // Гидробиол. журн. - 1978. - Т. 14, № 3. - С. 20-26.
18. Рундина Л. А. Зигнемовые водоросли России / Л. А. Рундина. - СПб. : Наука, 1998. - 351 с.
19. Эколого-агрохимические основы повышения плодородия аллювиальных луговых почв / Л. Л. Убугунов [и др.]. - Улан-Удэ : Изд-во БНЦ СО РАН, 2001. - 116 с.
Macrophyte algae in small rivers of Khilok river basin
A. P. Kuklin
Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology, Chita
Abstract. In the present work we have observed structure and distribution of macrophyte algae in small rivers of Khilok river basin (Transbaikalia).
Key words: macrophyte algae, small rivers, Khilok river, aquatic communities.
Куклин Алексей Петрович Kuklin Alexey Petrovich
Институт природных ресурсов СО РАН Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology SB RAS
672014, г. Чита, ул. Недорезова, 16а 16а Nedorezova st., Chita, 672014
научный сотрудник research scientist
тел. (3022) 44-16-69 phone: (3022) 44-16-69
E-mail: kap0@mail.ru E-mail: kap0@mail.ru
