CC BY
25УДК 582.26/.27
DOI: 10.2441/9999-006А-2019-11524
МАКРОВОДОРОСЛИ И ЦИАНОБАКТЕРИИ РЕК И ОЗЕР «НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА «ЧИКОЙ» А.П. Куклин
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный парк «Чикой» Россия, Забайкальский край, с. Красный Чикой e-mail: kap0@mail.ru
Флора макроскопических водорослей Национального парка «Чикой» мало изучена. Целью наших исследований является инвентаризации водной флоры территории, в последующем для организации мониторинга и формирования программы проблемно-ориентированных исследований. Использование стандартных гидробиологических методов позволило установить 12 таксонов макроводорослей, относящихся к 5 систематическим отделам. Особую приуроченность к условиям горных холодных водотоков проявляют цианея Stigonema mamillosum и красная водоросль Lemanea fluviatilis.
Ключевые слова: водная флора, макроскопические водоросли, Хентей-Даурское нагорье.
MACROALGAE AND CYANOBACTERIA OF RIVERS AND LAKES CHIKOY NATIONAL PARK A.P. Kuklin
Chikoy National Park Russia, Zabaykalskii kray, Krasnyj Chikoy e-mail: kap0@mail.ru
The flora of macroscopic algae of Chikoy National Park has been little studied. The aim of our research is the inventory of the aquatic flora on this territory. This is necessary for the monitoring organization and the program formation of problem-oriented research. We used standard hydrobiological methods. There are 12 taxa of macroalgae belong to 5 sistematic taxa. The cyanea Stigonema mamillosum and the red algae Lemanea fluviatilis are especially confined to the mountain cold rivers conditions.
Key words: aquatic flora, macroscopic algae, Hentey Daurskoye highlands.
Введение. Уникальность ландшафтов Хентей-Даурского нагорья способствовала созданию на его территории сети особо охраняемых природных территорий (ООПТ) разного статуса. Сохондинский государственный природный биосферный заповедник (Сохондинский ГПБЗ), созданный в 1973 г., занимает площадь 2109,88 км (с охранной зоной 3180,5 км2), полностью изъятую из хозяйственного использования в целях сохранения природных комплексов, охраны видов животных и растений, а также наблюдения за природными процессами. Национальный парк «Чикой» (НП «Чикой»), создан в 2014 году на площади 6664.7 км2 для охраны кедровых лесов и южно-сибирской тайги, с элементами горных степей и альпийских лугов в верховьях р. Чикой. У юго-восточных границ НП «Чикой» создан Государственный учебно-научный стационар «Менза» (ГУНС «Менза») площадью 229 км2.
Макроскопические водоросли горных территорий остаются наименее изученным компонентом водных экосистем, в том числе и в водных объектах ООПТ. Специальных исследований водных экосистем Хентей-Даурского нагорья на предмет их уникальности или типичности на этапе проектирования и закрепления за ООПТ не проводилось. В этой связи до сих пор не ясно, насколько охраняемая в пределах ООПТ водная флора характерна для водных объектов гор юга Сибири и Монголии в целом и Хентэй-Даурского нагорья в частности. Исследования макроскопических водорослей являются важной частью изучения фонового состояния водных экосистем. Они населяют дно водоема (эпилитон, псамон), эпифитно развиваются на высшей водной растительности (эпифитон), способны образовывать плавающие скопления в толще воды и на ее поверхности (метафитон). Сообщества макроскопических водорослей представляют собой пространственно сложную структуру, здесь эдифицирующими являются прикрепленные формы из-за их архитектонической роли и по общему соотношению обилия, но не по таксономическому разнообразию. Обследования высокогорного оз. Шебеты показало существенные отличия в составе флоры водорослей Амурского и Байкальского бассейнов [1]. Поэтому, целью наших исследований является инвентаризации водной флоры территории, в последующем для организации мониторинга и формирования программы проблемно-ориентированных исследований.
Материалы и методы. К макрофитным организмам нами отнесены макроскопические водоросли, а также скопления мейоводорослей и цианей в виде нитей, прядей, кустиков, корочек, шариков, превышающих в размерах 2 мм, т.е. хорошо заметные без использования оптических средств с большой разрешающей способностью. На участках литорали, где развитие, например, высшей водной растительности невозможно, эти скопления выполняют функции, свойственные макрофитам. За период с
2016 по 2018 годы было собрано и обработано более 60 проб с 20 водных объектов (источники и родники, малые и средние реки, лужи, озера, карьеры, отстойники). Местоположение водных объектов представлено на рисунке 1.
Рисунок 1. Карта-схема мест сбора проб макроскопических водорослей и цианей в реках и озерах «национального парка «Чикой». 1 - места сбора проб; 2 - Сохондинский ГПБЗ; 3 - НП «Чикой»; 4 - ГУНС «Менза».
Сбор, обработка и хранение водорослей проводились согласно общепринятой методике [2]. Обрастания смывались с камней, коряг, водной растительности. В связи со значительной удаленностью мест сбора от лаборатории фиксировались на месте в 4% растворе формалина. В лаборатории пробы очищались от детрита и организмов бентоса. Водоросли и цианеи изучались с помощью световых микроскопов Биолам Р (ЛОМО, С.-Петербург) и Nikon Eclipse E200 (Nikon, Япония) под разными увеличениями (от 120 до 400х). Определение таксономического состава проведено с использованием монографий отечественных и зарубежных авторов [3-7]. Представители родов Vaucheria Candolle, 1801, Bulbochaete_ Agardh, 1817, Oedogonium Link ex Him, 1900, Spirogyra Link, 1820, Zygnema Agardh, 1817, Mougeotia Agardh, 1824 обнаружены в стерильном состоянии, что затрудняет их видовую идентификацию. Систематическая сводка составлена по [8].
Результаты и обсуждение. В настоящее время флора водных макрофитных организмов и крупные колониальные цианеи Хентей-Даурского нагорья остаются слабо изученными. Сведения о составе и распространение водной растительности на территории Сохондинского ГПБЗ приводятся в работах И.Н.Егоровой с соавторами [9]. Обобщение состава водорослей в Верхнеамурском бассейне приводится в работе Н.А.Ташлыковой и А.П.Куклина [10]. Для территории НП «Чикой» опубликованы данные о макроводорослях и цианеях оз Шебеты [1]. Сведения о составе водной флоры, в том числе и о макроводорослях, в водотоках и водоемах ГУНС «Менза» отсутствуют. В пределах Байкальского бассейна на территории Забайкальского края флора водных макрофитных организмов изучена в бассейне р. Хилок [11]. Сведениями об исследовании флоры макроскопических водорослей и крупных колониальных цианей в бассейне р. Чикой мы не располагаем.
Реки района отличаются относительным постоянством сезонного стока (не зависимо от площади водосбора). Внутригодовое распределение стока характеризуется понижением доли стока маловодного зимнего сезона с уменьшением водности года. Наибольший месячный сток наблюдается обычно в мае, иногда в августе. В засушливые годы малые реки (с площадью водосбора менее 40 км2) пересыхают и сток отсутствует до 60 дней. Сток осенне-зимнего периода составляет 9-18 % годовой величины, зимнего - 06%. Зимний сток уменьшается с декабря по март. Малые реки с площадью водосбора менее 50 км2 промерзают на срок от 2 до 4 месяцев. В особенно суровые зимы перемерзают и более крупные реки [12]. Для температурного режима вод исследуемой территории характерно низкая вариабельность значений. По данным справочника [12] средняя температура воды за теплый период года (май-октябрь) изменяется в
пределах 6,3-8,3оС. По прямым измерениям температуры воды при отборе проб макроводорослей диапазон значений был несколько шире (от 0,5 в истоках р. Семисотка до 10,3оС в р. Чикокон).
Донные отложения большинства водотоков представлены валунно-галечным материалом. На отдельных участках русел - песчано-гравийными, реже песчаными отложениями. Большинство доступных для обрастания каменных субстратов занято многолетними водными мхами.
Кроме ландшафтно-климатических условий на видовое разнообразие водной флоры влияет уровень антропогенного воздействия на экосистемы. В бассейне рек Чикокон и Чикой проводится добыча золота, в связи с чем, эти участки не включены в состав НП «Чикой» (обозначены пунктиром на рисунке). Сбросы неосветлённых вод после промывки золота приводят к заиливанию субстратов, что так отрицательно сказывается на разнообразии макроводорослей.
В исследованных водных объектах обнаружено 12 таксонов макроводорослей, относящихся к 5 систематическим отделам: Cyanophyta (3 вида), Ochrophyta (2 вида), Rhodophyta (2 вида), Chlorophyta (2 вида), Charophyta (3 вида). В видовом составе бассейна преобладающими порядками из Charophyta являются Zygnematales (6 видов), из Chlorophyta - Ulotrichales (9 видов). Наибольшим видовым разнообразием отличается семейство Chaetophoraceae - 6 видов. В целом можно отметить низкую насыщенность родов и семейств видами при достаточно большом разнообразии порядков.
При анализе пространственного распределения видов макроскопических водорослей по исследуемой территории выявляется несколько закономерностей. В малых водотоках макроскопические водоросли преимущественно отсутствуют или представлены единственным видом - Hydrurus foetidus. Этот вид произрастает на перекатах, сложенных каменистыми субстратами на участках с высокой скоростью течения (более 1, 5 м/с). Препятствует обильному развитию макроводорослей два фактора. Во-первых, доступные для обрастания субстраты заняты водным мхом, во-вторых, донные осадки в большинстве своем представлены мелкими фракциями песка, что в сочетании с значительным уклоном приводит к его перемещению даже при незначительном росте уровня воды в водотоке. Такая смесь воды и песка обладает высокими абразивными свойствами, противостоять которым могут только ограниченный спектр организмов. Прежде всего, к ним относятся представители водных и околоводных мхов. На нарушенных участках русел (брода через реки) доля открытых субстратов возрастает, соответственно, появляется возможность для произрастания Hydrurus foetidus.
Фактором, косвенно определяющим бедность флоры малых водотоков исследуемой территории является низкая минерализация воды, в том числе насыщенность ее питательными веществами (нитратами, нитритами, аммонием и фосфором). Для поддержания своего существования организму необходимо иметь значительную поверхность для усвоения питательных веществ, что вступает в противоречие с характеристиками водного потока. Водные мхи, в отличие от макроскопических водорослей, являются многолетними организмами с жесткими стеблями, что позволяет им накапливать фитомассу не один год, занимая в пространстве водотока наиболее удобные для произрастания участки дна.
Число видов водорослей возрастает при появлении у водотоков выраженной поймы. За счет разложения наземной растительности на пойме водоток обогащается питательными веществами. Во флоре появляются представители цианобактерий.
В ходе проведенного исследования выявлено отличие в числе видов и их составе между притоками верхнего и среднего течения р. Чикокон. Обусловлено это различным проявлением последнего Сартанского оледенения в бассейнах рек Глубокая и Увалистая. В бассейне р. Глубокая ледники, стекавшие с гольца Быстринский (2508 м), способствовали образованию широких долин (реки Мельничная, Глубокая), что в современности дает возможность руслам рек меандрировать, как следствие образовывать протоки и старицы. Более мощное оледенение сформировало глубокие котловины, в которых в настоящее время находятся озера, например, оз. Шебеты, и ряд моренно-подпрудных водоемов в поймах рек. В этих условиях разнообразие биотопов, доступных для развития флоры макроскопических водорослей возрастает в разы. Развитие оледенения на гольце Эсутай (1985 м) было выражено слабее. Река р. Увалистая размыла мореную плотину, что привел к спуску приледникового озера. Накопленные на дне водоема пески в современности размываются р. Увалистой, а ее русло врезано в песчаные отложения. Это не способствуют разнообразию биотопов, и, как следствие, разнообразию флоры макроводорослей.
Наибольшее разнообразие из исследованных водотоков на одном исследованном участке имеет река Захаровка. Длительное негативное антропогенное воздействие на р. Чикокон не способствует разнообразию ее видового состава.
Обнаруженные в водоемах территории макроводоросли - космополиты, имеющие широкий ареал распространения. Особую приуроченность к условиям горных холодных водотоков проявляют цианея Stigonema mamillosum (Ag.) Born. et Flah. и красная водоросль Lemanea fluviatilis (L.) Ag.
Заключение. В водоемах и водотоках территории «Национального парка «Чикой» разнообразие макроскопических водорослей невысокое. Это объясняется как природно-климатическими особенностями Хентей-Даурского нагорья, так и антропогенным воздействием золотодобывающих предприятий.
Необходимо продолжить исследования в бассейне р. Буркал (верхнее течение) и р. Чикой (верхнее течение) для изучения флоры рек, дренирующих гольцовые ландшафты.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам НП «Чикой» М.И. Еремеевой, С.С. Иванову, А.В. Худякову, Е.В. Полынцеву, Д.Н. Горюнову за помощь в проведении экспедиционных исследований на территории ООПТ.
Литература
1. Куклин А.П. Макроводоросли и цианобактериии озера Шебетуй (Национальный парк «Чикой») // Scientific-Researches. - 2017. - № 7. - С. 3-6.
2. Водоросли: Справочник. - Киев: Наукова Думка, 1989. - С. 130-134.
3. Голлербах М.М., Коссинская Е.К., Полянский В.И. Определитель пресноводных водорослей СССР. Синезеленые водоросли. - М.: Гос. изд.-во «Сов. Наука», 1953. - 652 с.
4. Матвиенко А.М. Определитель пресноводных водорослей СССР. Золотистые водоросли. - М.: Сов. Наука, 1954. - 187 с.
5. Дедусенко-Щеголева Н.Т., Голлербах М.М. Определитель пресноводных водорослей СССР. Желтозеленые водоросли. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1962. - 272 с.
6. Мошкова Н.А., Голлербах М.М. Определитель пресноводных водорослей СССР. Зеленые водоросли. Класс улотриксовые (1). - Л.: Наука, 1986. - 360 с.
7. Kumano S. Freshwater red algae of the word. - Bristol: Biopress Limited., 2002. - 375 c.
8. Guiry, M.D., Guiry, G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication. National University of Ireland, Galway, 2018. - URL: http://www.algaebase.org; searched on 24 April 2018.
9. Егорова И.Н., Коновалов М.С., Дударева Н.В. Особенности состава альгофлоры, выявленной в ассоциации с мохообразными Сохондинского биосферного заповедника // Известия ИГУ. Серия: Биология. Экология. - 2009. - № 1. - С. 8-11.
10. Ташлыкова Н.А., Куклин А.П. Водоросли малых водотоков бассейна р. Онон (Кыринский район, Забайкальский край) // Вестник Северо-Восточного научного центра Дальневосточного отделения РАН. - 2014. - № 2. - С. 79-87.
11. Куклин А.П. Макрофитные водоросли в малых реках бассейна реки Хилок // Известия ИГУ. Серия: Биология. Экология. - 2009. - Т. 2. - № 1. - С. 45-48.
12. Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики. Т. 16. Ангаро-Енисейский район. Бассейн оз. Байкал (Забайкалье). - Л.: Гидрометеоиздат, 1967. - 178 с.
Literatura
1. Kuklin A.P. Makrovodorosli i cianobakteriii ozera SHebetuj (Nacional'nyj park «Chikoj») // Scientific-Researches. - 2017. - № 7. - S. 3-6.
2. Vodorosli: Spravochnik. - Kiev: Naukova Dumka, 1989. - S. 130-134.
3. Gollerbah M.M., Kossinskaya E.K., Polyanskij V.I. Opredelitel' presnovodnyh vodoroslej SSSR. Sinezelenye vodorosli. - M.: Gos. izd.-vo «Sov. Nauka», 1953. - 652 s.
4. Matvienko A.M. Opredelitel' presnovodnyh vodoroslej SSSR. Zolotistye vodorosli. - M.: Sov. Nauka, 1954. - 187 s.
5. Dedusenko-SHCHegoleva N.T., Gollerbah M.M. Opredelitel' presnovodnyh vodoroslej SSSR. ZHeltozelenye vodorosli. - M.-L.: Izd-vo AN SSSR, 1962. - 272 s.
6. Moshkova N.A., Gollerbah M.M. Opredelitel' presnovodnyh vodoroslej SSSR. Zelenye vodorosli. Klass ulotriksovye (1). - L.: Nauka, 1986. - 360 s.
7. Kumano S. Freshwater red algae of the word. - Bristol: Biopress Limited., 2002. - 375 c.
8. Guiry, M.D., Guiry, G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication. National University of Ireland, Galway, 2018. - URL: http://www.algaebase.org; searched on 24 April 2018.
9. Egorova I.N., Konovalov M.S., Dudareva N.V. Osobennosti sostava al'gofory, vyyavlennoj v associacii s mohoobraznymi Sohondinskogo biosfernogo zapovednika // Izvestiya IGU. Seriya: Biologiya. EHkologiya. - 2009. -№ 1. - S. 8-11.
10. Tashlykova N.A., Kuklin A.P. Vodorosli malyh vodotokov bassejna r. Onon (Kyrinskij rajon, Zabajkal'skij kraj) // Vestnik Severo-Vostochnogo nauchnogo centra Dal'nevostochnogo otdeleniya RAN. - 2014. - № 2. - S. 79-87.
11. Kuklin A.P. Makrofitnye vodorosli v malyh rekah bassejna reki Hilok // Izvestiya IGU. Seriya: Biologiya. EHkologiya. - 2009. - T. 2. - № 1. - S. 45-48.
12. Resursy poverhnostnyh vod SSSR. Osnovnye gidrologicheskie harakteristiki. T. 16. Angaro-Enisejskij rajon. Bassejn oz. Bajkal (Zabajkal'e). - L.: Gidrometeoizdat, 1967. - 178 s.
(Куклин Алексей Петрович, н.с. ФГБУ «Национальный парк «Чикой», 673060, Забайкальский край, с. Красный Чикой, ул. Первомайская, д. 1а, телефон: 89148054163).
