CC BY
71
УДК 574.583 (285.2):581
ТАКСОНОМИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АЛЬГОФЛОРЫ ПЛАНКТОНА ПРУДОВ Г. САМАРЫ
© 2008 Н.Г. Тарасова, Т.Н. Буркова Институт экологии Волжского бассейна РАН, г. Тольятти
Проведены исследования фитопланктона четырех прудов г. Самары, отличающихся по степени антропогенной нагрузки. В его составе зарегистрировано 430 таксонов водорослей, рангом ниже рода. Наиболее разнообразны по видовому составу пруды, испытывающие значительную рекреационную нагрузку. Отличительной особенностью городских водоемов является высокое разнообразие в них эвгле-новых водорослей. Более 60% «ведущих» родов представлены миксотрофными формами. Основу альгофлоры планктона составляют виды-космополиты, планктонные организмы, индифференты по отношению к солености и рН воды, по отношению к органическому загрязнению - р-мезосапробы.
Отличительной особенностью г. Самары является наличие на ее территории большого количества (порядка 25) прудов - искусственных озер, время создания которых относится к концу XIX - началу XX в., как правило, копанного или овражного (плотинного) происхождения [4, 15].
В целях изучения состава, сезонной динамики и вертикального распределения фитопланктона ежемесячно, с апреля по октябрь, нами проводились исследования четырех прудов, расположенных в г. Самаре. Эти водоемы можно объединить в две группы, отличающиеся степенью антропогенной нагрузки: пруды на улице Воронежской испытывают значительное рекреационное воздействие, пруды Ботанического сада являются эталонными по экологическому состоянию [4]. Их основные гидрологические характеристики приведены в табл. 1. Пробы отбирали и обрабатывали по стандартным гидробиологическим методикам [7], подробно описанным нами ранее [2, 17, 18]. Всего за период исследования было отобрано и обработано 144 пелагических пробы фитопланктона.
При анализе особенностей альгофлоры применяли методы, используемые обычно для выявления особенностей флор высших растений и предложенные А.И. Толмачевым [7], которые последнее время часто используют альгологи [6, 9, 10, 14, 16, 20, 23].
Всего за исследуемый период в составе
фитопланктона прудов г. Самары зарегистрировано 430 таксонов водорослей, рангом ниже рода из 9 отделов (табл. 2). Самым разнообразным по количеству видовых и внутривидовых таксонов был отдел зеленых водорослей, в котором сосредоточено 32% видового богатства водорослей; за ним следуют диатомовые (24%), затем эвгленовые (18%), динофитовые (5%), золотистые (4%), желтозеленые и криптофитовые (по 3%), рафидофитовые (менее 1%) водоросли. Такое же соотношение в распределении отделов водорослей в зависимости от их таксономического состава характерно для водоемов городов Санкт-Петербург [11, 12], Нижний Новгород [16], Кержинского заповедника [3], тогда как в водохранилищах Волги [8-10, 20, 21], пойменных озерах Оренбургской области [23] в ранжированном ряду третье место занимает отдел синезеленых водорослей. Впервые для Самарской области зарегистрированы водоросли отдела Raphydophyta, который представлен единственным видом Уасио1апа virescens Cienkowski и зарегистрирован в фитопланктоне Нижнего пруда Ботанического сада.
Анализ таксономического состава десяти «ведущих» порядков показал, что в их составе объединено 89% всех таксонов водорослей, рангом ниже рода. Причем на долю первых трех (С1огососса^, Raphales, Euglenales, Peridinales) приходится 59% всего таксономи-
ческого богатства. Кроме перечисленных, в их составе Сhroococcales, Chlamydomonadales, OscШatoriales, Cryptomonadales, Desmidiales, Thalassiosirales, Heterococcales.
Для флор сосудистых растений Б.А. Юр-цевым [22] была выделена закономерность, в соответствии с которой 10 семейств всегда представляют половину и более таксономического списка. Для флор водорослей пока не выявлено количество семейств, составляющих половину списка [1]. Однако далее авторы замечают, что существенным моментом является представление о том, что наиболее разнообразные таксономические группы, которые составляют 50% списка, отражают
лицо флоры, т.е. показывают, какие именно таксоны нашли оптимум для своего развития в данных условиях. Для альгофлоры исследованных водоемов характерно сосредоточение 50% таксономических единиц водорослей, рангом ниже рода в семействах, занимающих первые пять мест по числу видов, разновидностей и форм: Euglenaceae, Scenedesmaceae, Chlorellaceae, Naviculaceae, Nitzschiaceae, OstiИatoriaceae. В первую десятку также входят Сhlamydomonadaceae, Cryptomonadaceae, Peridiniaceae, однако их вклад значительно ниже: в сумме в их составе всего 7% таксонов водорослей, рангом ниже рода.
Таблица 1. Гидрологические характеристики прудов г. Самары
П>уд Длина, м Ширина, м Глубина, м (тах) Происхождение Тип питания
Верхний Воронежский 30 15 2 овражное атмосферное, родниковое
Средний Воронежский 150 70 1,5 овражное атмосферное, родниковое, воды Верхнего Воронежского пруда
Верхний Ботанический 90 60 3 овражное атмосферное, родниковое
Нижний Ботанический 220 95 6 овражное атмосферное, родниковое, воды Верхнего Ботанического пруда
Таблица 2. Таксономическая структура альгофлоры планктона прудов г. Самары
Число Число таксонов
всего,
Отдел классов порядков семейств родов видовых внутривидовых рангом ниже рода
Сyanophyta 2 3 5 19 40 2 42
О^орЬ^а 1 3 5 9 18 0 18
Bacillariophyta 2 3 15 26 85 18 103
Харт^ор^^а 2 2 4 4 12 0 12
О^орЬ^а 1 1 1 3 14 0 14
□порЬ^а 1 1 5 9 19 3 22
Raphydophyta 1 1 1 1 1 0 1
ЕиЦепорЬуа 1 1 1 6 58 21 79
ШогорЬ^а 5 7 20 51 131 8 139
Итого 16 22 57 128 378 52 430
При анализе родового спектра альгофло-ры нами были выделены роды, число видов, разновидностей и форм водорослей в которых больше 5: их оказалось 15. В своем составе они объединили 48% видовых и внут-
ривидовых таксонов водорослей. Следует отметить, что 9 из них представлены миксот-рофными формами (Euglena, Phacus, Trachelomonas, Lepocinclis, Chlamydomonas, Cryptomonas, Kephyrion, Peridiniopsis,
Peridinium). Кроме того, в состав «ведущих» родов входят Scenedesmus, Nitzschia, Navícula, Oscillatoria, Monoraphydium, Gomphonema.
Число семейств с одним видом в прудах г. Самары составило 8, порядков - 3, классов - 1 и отделов - 1.
Как видно из рисунка 1, наибольшее видовое богатство водорослей было зарегистрировано нами в составе фитопланктона прудов, расположенных на улице Воронежской. Особенно велико здесь таксономическое разнообразие эвгленовых, обитателей малых, стоячих, хорошо прогреваемых, обогащенных органическими веществами пресных водоемов. Ведущее положение водоросли этого отдела обычно занимают в прудах или пойменных озерах. В Верхнем Воронежском пруду эвгленовые водоросли занимают третье место, после зеленых и диатомовых, а в Сред-
Как известно, водоросли являются хорошими индикаторами среды обитания. Биоиндикационные аспекты их экологии наиболее проработаны, по сравнению с другими организмами [1, 2, 10, 17, 18, 20, 21 и др.]. Как показал анализ эколого-географических характеристик видов водорослей планктона прудов г. Самары, в зависимости от места обитания - это в основном планктонные организмы, составляющие 58% от числа видов, для которых известна эта характеристи-
нем Воронежском второе, после зеленых, по числу таксонов, рангом ниже рода.
В прудах Ботанического сада Самарского университета третья позиция по числу видов, разновидностей и форм водорослей принадлежит отделу синезеленых. Возможно, меньшее видовое богатство альгофлоры планктона прудов ботанического сада связано с достаточно жесткими абиотическими условиями в них: наличием сероводородного, полностью анаэробного слоя [5].
Сравнительный анализ состава альгофло-ры прудов показал, что водоемы, входящие в одну группу, характеризуются достаточно высоким ее сходством (коэффициент Сьерен-сена 60%). Коэффициент, рассчитанный для альгофлоры прудов, входящих в разные группы, значительно меньше - максимум 46%.
ка. По отношению к географическому распределению подавляющее большинство таксонов (91%) относится к видам с широким географическим распространением. Основная часть водорослей-показателей закисления среды относится к индифферентам (57%), значительна также доля видов, предпочитающих щелочные воды (35%). Виды-индикаторы засоления также в основном представлены индифферентами (72%). Значительная часть представленных в альгофлоре планкто-
м о
к м
о ч
о
к
450
300
150
Верхний Средний Верхний Нижний Всего
Воронежский Воронежский Ботанический Ботанический
] Cyanophyta Ц Chryzophyta \ Dinophyta Ц Raphydophyta
Bacillariophyta Q Xanthophyta ^ Cryptophyta Euglenophyta Chlorophyta
Рис. 1. Таксономический состав альгофлоры планктона прудов г. Самары
0
на водорослей является индикаторами органического загрязнения (64%). Среди них основная часть относится к мезосапробам (68%), на долю видов-показателей низкого органического загрязнения (олигосапробов) приходится 33%, индикаторы зон высокого органического загрязнения составляют 8%.
В результате проведенных исследований фитопланктона прудов г. Самары в его составе было зарегистрировано 430 таксонов водорослей, рангом ниже рода, относящихся к 9 отделам, причем 76 отмечены для региона впервые. По количеству видов, разновидностей и форм водорослей, наиболее разнообразны отделы диатомовых, зеленых и эвгле-
новых водорослей. Альгофлора прудов, испытывающих значительную антропогенную нагрузку, отличается высоким видовым богатством.
Анализ эколого-географических характеристик видов-индикаторов показал, что в аль-гофлоре планктона изучаемых водоемов преобладают космополиты, обитающие в водной толще, индифференты по отношению к солености и кислотности среды, в-мезосапробы.
Впервые для региона зарегистрирован представитель отдела Raphydophyta -Vacuolaria virescens Cienkowski в фитопланктоне Нижнего пруда Ботанического сада.
Таблица 3. Эколого-географические характеристики альгофлоры планктона прудов г. Самары
Группа Число Процент Группа Число Процент
таксонов таксонов
По местообитаниям По отношению к рН
Планктонный 240 58 Алкалифил+ 72 35
Бентосный 37 9 Алкалибионт
Литоральный 93 21 Индифферент 117 57
Обрастатель 28 7 Ацидофил+ 16 8
Эпифит 3 1 Ацидобионт
Бентосно-планктонный 7 2 Всего 205 100
Планктонно-бентосный 1 0,25 По отношению к солености воды
Планктон-обрастатель 1 0,25
Обрастатель- Галофоб 12 4
планктонный 4 1,5 Олигогалоб 35 10
Всего 414 100 Галофил 38 12
Индифферент 241 72
Мезогалоб 7 2
Всего 333 100
По распространению Виды-сапробионты
Космополит 343 91 Олигосапробы1 30 11
Альпийский 2 0,5 Олиго-р-мезосапробы1 36 13
Североальпийский 5 1 р-олиго-мезосапробы1 25 9
Бореальный 25 6,5 Олиго-а-мезосапробы1 27 10
Субтропический 3 1 р-мезосапрсбы 102 37
Всего 378 100 р-о-мезосапробы1 24 9
Полисапробы1 9 3
о-р-мезосапробы1 5 2
р-полисапробы1 13 5
а-мезосапробы1 1 0,5
а-полисапробы1 1 0,5
Всего 273 100
Полученные данные позволили установить новые места обитания видов, занесенных в Красную книгу Самарской области [13]. В состав фитопланктона Среднего Воронежского пруда входят Snowella lacustris (Chod.)
Kom6rek et Hind6k (=Gomphosphaeria lacustris Chod.) и Heteromastix angulata Korsch., Верхнего Воронежского - Diplopsalis acuta (Apstein) Entz.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баринова С. С. Биоразнообразие водорослей-
индикаторов окружающей среды.
2. Буркова Т.Н. Фитопланктон Верхнего Юж-
ного пруда: таксономический состав и эко-лого-географическая характеристика // Бюл. Самарская Лука. 2007. Т. 16, №» 4 (22).
3. Воденеева Е.Л. Состав и структура фитоплан-
ктона гумозно-ацидных водоемов (на примере водных объектов заповедника «Керженский»): Дис. ... канд. биол. наук. Н. Новгород, 2006.
4. Голубая книга Самарской области. Самара,
2007.
5. ГорбуновМ.Ю, УманскаяМ.В., КрасноваЕ.С.
Характеристика абиотических условий в экосистеме Нижнего пруда Ботанического сада Самарского университета // Самарская Лука: Бюл. 2007. Т. 16. № 1-2 (19-20).
6. Корнева Л.Г. Фитопланктон Рыбинского во-
дохранилища: состав, особенности распределения, последствия эвтрофирования // Современное состояние экосистемы Рыбинского водохранилища. СПб., 1993.
7. Методика изучения биогеоценозов внутрен-
них водоемов. М., 1975.
8. Охапкин А.Г. Фитопланктон Чебоксарского
водохранилища. Тольятти, 1994.
9. Охапкин А.Г. Видовой состав фитопланкто-
на как показатель условий существования в водотоках разного типа // Бот. журн. 1998. № 9.
10. ОхапкинА.Г., МикульчикИ.А., КорневаЛ.Г., Минеева Н.А. Фитопланктон Горьковского водохранилища. Тольятти, 1997.
11. Павлова О.А. Современное состояние фитопланктона Суздальских озер г. Санкт-Петербурга // Эколого-физиологические исследования водорослей и их значение для оценки состояния природных вод. Ярославль, 1996.
12. Павлова О.А. Видовой состав фитопланктона и оценка сапробности трех озер урбанизированного ландшафта // V Всерос. конф.
по водным растениям «Гидроботаника -2000»: Тез. докл. Борок, 2000.
13. ПаутоваВ.Н., ТарасоваН.Г., СаксоновС.В., Матвеев В.И., Буркова Т.Н. Водоросли, рекомендуемые к внесению в Красную книгу Самарской области // Изв. Самар. НЦ РАН. Спец. вып.: «Природное наследие России». 2004. Ч.1.
14. Сафонова Т.А., Ермолаев В.И. Водоросли водоемов системы озера Чаны. Новосибирск, 1983.
15. Соловьева В.В., Матвеев В.И. Влияние антропогенного фактора на формирование флоры и растительности прудов города Куйбышева // Интродукция и акклиматизация. Охрана и использование растений. Куйбышев: Изд-во КГУ 1990.
16. Старцева Н.А. Состав и структура фитопланктона малых водоемов урбанизированного ландшафта (на примере г. Нижний Новгород): Дис. ... канд. биол. наук. Н. Новгород, 2002.
17. ТарасоваН.Г. Фитопланктон Верхнего пруда Ботанического сада: таксономический состав и эколого-географическая характеристика // Самарская Лука: Бюл. 2007. Т. 16, № 1-2 (19-20).
18. Тарасова Н.Г. Фитопланктон Нижнего пруда Ботанического сада: таксономический состав и эколого-географическая характеристика. // Самарская Лука: Бюл. 2007. Т. 16, №
3 (21).
19. Толмачев А.И. Введение в географию растений. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1974.
20. Фитопланктон Нижней Волги. Водохранилища и низовье реки. СПб, 2003.
21. Экологические проблемы Верхней Волги. Ярославль, 2001.
22. Юрцев Б.А. Флора как природная система / / Бюл. МОИП. Отд. биол. 1982. Т. 87, № 4.
23. Яценко-Степанова Т.Н., НемцеваН.В., Муравьева М.Е. Эколого-структурный анализ альгофлоры Оренбуржья // Вестн. Оренбург: ун-та. 2005. № 12(50).
TAXONOMICAL AND ECOGEOGRAPHIC CHARACTERISTIC PHYTOPLANKTON
ARE PONDS OF SAMARA
© 2008 N.G. Tarasova, T.N. Burkova Institute of Ecology of the Volga River Basin of Russian Academy of Sciences, Togliatti
Researches phytoplankton four ponds of Samara distinguished on a degree of anthropogenous loading are carried out. In its structure it is registered 430 species, form and varietes of algae. The ponds testing significant recreational loading are most various on specific structure. Distinctive feature of city reservoirs is a high diversity in them Euglenophytes algae. More than 60 % of «conducting» genuses are submitted by myxotrophic forms. A basis algaeflora a plankton kinds - cosmopolitans make, planktonic organisms, indifferent in relation to salinity and pH waters.
