CC BY
12Трансформация экосистем Ecosystem Transformation
Научная статья
Таксономическое разнообразие фитопланктона реки Кальмиус и водохранилищ, расположенных на ней
Э.И. Мирненко
Донецкий национальный университет, 283050, г. Донецк, ул. Щорса, д. 46 eduard_mirnenko@list.ru
ISSN 2619-094X Print ISSN 2619-0931 Online www.ecosysttrans.com
Поступила в редакцию: 04.02.2022 Доработана: 02.04.2022 Принята к печати: 12.04.2022 Опубликована онлайн: 12.05.2022
DOI: 10.23859^^-220204 УДК 574.34
Аннотация. В работе представлены данные о таксономическом разнообразии фитопланктона среднего участка р. Кальмиус и расположенных на ней водохранилищ. Флористический анализ показал наличие в водном биоценозе 291 вида водорослей и 162 внутривидовых таксона, принадлежащих к 8 отделам, 18 классам, 42 порядкам, 66 семействам и 105 родам. По частоте встречаемости доминировали отделы Cyanophyta, Chlorophyta и Bacillariophyta. Индекс Шеннона-Уивера сильнее всего варьировал в Старобешевском водохранилище; коэффициент Серенсена-Чекановского продемонстрировал обособленность альгофлоры его фитопланктона. В Нижне-кальмиусском водохранилище установлено закономерное ежегодное повторение доминирующих видов развития альго-флоры.
Ключевые слова: микроводоросли, водный биоценоз, малые реки, Донбасс.
Для цитирования. Мирненко, Э.И., 2022. Таксономическое разнообразие фитопланктона реки Кальмиус и водохранилищ, расположенных на ней. Трансформация экосистем 5 (2), 63-73. https://doi.org/10.23859/estr-220204
Введение
Водный биогеоценоз (или экосистема) - это природный объект, формирующийся благодаря единству среды и обитающей в ней биоты. Для понимания процессов, проходящих в водной экосистеме, необходимо учитывать как параметры воды, так и показатели биотической части экосистемы (Баринова, 2006). Характеристика развития автотрофного звена сообщества позволяет дать интегральную оценку всего водного объекта. Наиболее показательными являются структурные особенности фитопланктона (число особей, биотическое разнообразие, изменчивость развития во времени и пространстве) (Одум, 1975).
Донбасс - один из самых малообеспеченных пресной водой регионов СНГ. Причиной этого стали большие запасы полезных ископаемых в Донецком угольном бассейне, способствовавшие бурному развитию промышленности и значительной концентрации населения в регионе (Бунтовский, 2015). Река Кальмиус расположена в северной части Приазовья, ее бассейн территориально не выходит за границы центрального Донбасса. Сток реки зарегулирован четырьмя плотинами. Образованные при этом водохранилища используются для нужд населения и промышленности региона.
Близ истока р. Кальмиус в ее верхнем участке расположено Верхнекальмиусское водохранилище
как замыкающий пункт канала Северский Донец -Донбасс. Оно обеспечивает питьевой водой г. Донецк и прилегающие поселки; водный резервуар не принимает городские стоки и не задействован в промышленности (Бунтовский, 2015, Стёпкин, 2008). В среднем участке реки расположены два водохранилища - Нижнекальмиусское и Старобешевское. Первое водохранилище используется для водообе-спечения промышленных предприятий города; оно питается за счет ливневых и шахтных вод. Ниже по течению в пгт Новый свет находится Старобешевское водохранилище, выполняющее функцию водоема-охладителя Старобешевской ТЭС. Его водный баланс Старобешевского водохранилища формируется за счет притока вод р. Кальмиус и р. Грузской. Помимо «теплового загрязнения», водохранилище принимает стоки сельскохозяйственных и хозяйственно-бытовых вод, что, как известно, сказывается на состоянии биоты (Скибенко, 2013; Стёпкин, 2008). На нижнем участке р. Кальмиус в 30 км от Азовского моря располагается Пав-лопольское водохранилище, которое иненсивно используется для ирригации близлежащих сельскохозяйственных угодий. Вода имеет высокую минерализацию, загрязнена биогенными веществами и ядохимикатами (Скибенко, 2013; Стёпкин, 2008). Следовательно, по гидрологическим характеристикам р. Кальмиус относится к категории малых рек с высокой степенью антропогенного воздействия (Догановский и Малинин, 2004), что вызывает большой интерес для ее исследования.
Изучение альгофлоры бассейна р. Кальмиус началось в 90-х гг. ХХ в. Проводимые исследования охватывали отдельные участки реки от истока до устья, а также водохранилища в ее русле. Между тем комплексные исследования всего бассейна реки не проводились. В связи с тем, что существующие данные носят отрывочный характер, необходимо описание полной картины состава и развития
водорослей фитопланктона.Цель работы - установить биоразнообразие фитопланктона на антропогенно измененных участках р. Кальмиус.
Материалы и методы
Исследования проводились на протяжении 2017-2020 гг. Материалом для исследований послужили пробы фитопланктона, которые ежемесячно отбирали в двух водохранилищах (Ста-робешевском и Нижнекальмиусском) и среднем участке р. Кальмиус. Отбор проб осуществляли по общепринятой методике согласно ГОСТ 515922000 (Фомин, 2000). Объем разового отбора воды составлял не менее 1.5 л.
Сгущение проб проводили методом фильтрации под вакуумом при помощи воронки с мембранным фильтром на колбе Бунзена, соединенной с насосом Комовского (Фомин, 2000). Камерную обработку фитопланктона выполняли путем прямого микроскопирования с использованием светового микроскопа Primo Star (Zeiss). Таксономическое определение водорослей проводили по ряду пособий (Голлербах и Полянский, 1951-1960 и др.). Статистическую и графическую обработку полученных результатов осуществляли в программе Statistica 10 и MS Office Excel.
Результаты и обсуждение
В фитопланктоне бассейна р. Кальмиус обнаружен 291 вид и 162 внутривидовых таксона (ввт), принадлежащих к 8 отделам, 17 классам, 42 порядкам, 66 семействам и 105 родам. По видовому составу в фитопланктоне доминировали отделы Bacillariophyta и Chlorophyta (33% и 28% от общего числа видов соответственно).
Согласно Табл. 1, отдел Cyanophyta представлен значительно меньше (19% от общего количества видов и ввт), а отделы Euglenophyta и Ochrophyta суммарно формируют 14% от общего
Табл. 1. Ранговая структура фитопланктона р. Кальмиус, Нижнекальмиусского и Старобешевского водохранилищ.
Число таксонов
Отдел Классы Порядки Семейства Роды Виды Ввт
Cyanophyta 1 6 14 24 55 19
Euglenophyta 1 1 3 5 27 16
Ochrophyta 3 4 6 8 14 2
Cryptophyta 1 1 1 1 2 0
Dinophyta 1 3 3 3 7 5
Bacillariophyta 3 12 16 26 95 80
Chlorophyta 5 12 19 33 82 38
Charophyta 2 3 4 5 9 2
ВСЕГО 17 42 66 105 291 162
количества видов и ввт. Cryptophyta, Dinophyta и Charophyta представлены единичными экземплярами и составляют 6% от общего количества видов и ввт.
Анализ систематической структуры фитопланктона по Фотту ^ой, 1971) (Табл. 2) показал, что доминатами по видовому составу являлись семейства Scenedesmaceae (9% от общего количества видов и ввт) с 4 родами (Сoelastrum, Scotiellopis, Scenedesmus, Tetrastrum) и Naviculaceae (10% от общего количества видов и ввт) с 3 родами (Caloneis, Gyrosigma, Navicula). Превалирующее положение семейств было обусловлено наличием множества космополитных видов. Субдоминан-том представлено семейство нитчатых зеленых водорослей Oscillatoriaceaе (5% от общего количества видов), включающее 3 рода (OscШatoria, Lyngbya и Phormidium) и семейства диатомовых ВасШапасеае и Fragilariaceae, которые в совокупности формируют 12% от общего количества видов и ввт.
Флористическое разнообразие фитопланктона бассейна р. Кальмиус насчитывает 66 семейств. По количеству встречаемости видов статистически значимыми (имеющими превышение стандартного отклонения 1.73) определены только 16 семейств, которые в совокупности формируют 71% всего разнообразия фитопланктона (Рис. 1).
Наиболее часто в пробах обнаруживаются следующие виды:
Cyanophyta - Anabaena spiroides Kleb.; Aphanizomenon flos-aquae (L.) Ralfs; Microcystis aeruginosa (Kütz.) Kütz.; Oscillatoria lacustris (Kleb.) Geitler; O. sancta (Kütz.) Gomont;
Chlorophyta - Crucigenia tetrapedia (Kirchn.) West et G.S. West; Oocystis lacustris Chodat; Monoraphidium minutum (Nägeli) Komárk.-Legn.; Coelastrum micronium, Nägeli in A. Braun; Scenedesmus quadricauda Meyen; Ulothrix variabilis (Kütz.) Kütz.; Pediastrum boryanum (Turpin) E. Hegew. in Buchheim et al.;
Bacillariophyta - Fragilaria intermedia Lyngb. Synedra acus Kütz.; S. ulna (Nitzsch) Ehrenb. Diatoma vulgare Bory.; Nitzschia longissima W. Sm. N. sigmoidea (Nitzsch) W. Sm.; Cymbella lata Grunow in Cleve; Navicula viridis Grunow; N. pupula Kütz.; Stephanodiscus hantzschii var. hantzschii Grunow in Cleve et Grunow; Melosira varians C. Agardh;
Charophyta - Spirogyra varians Link in C.G. Nees; Elakatothrix genevensis (Reverdin) Hindák;
Euglenophyta - Euglena oxyuris Ehrenberg; Trachelomonas caudata Ehrenberg; Phacus longicauda Dujardin;
Ochrophyta - Dinobryon divergens O.E. Imhof. Таким образом, ядро альгофлоры в экосистеме р. Кальмиус было представлено диатомо-
Рис. 1. Количество видов статистически значимых семейств фитопланктона р. Кальмиус, Нижнекальмиусского и Старобешевского водохранилищ.
Табл. 2. Систематическая структура фитопланктона по Фотту (р. Кальмиус, Нижнекальмиусское и Старобешевское водохранилище).
№ Семейство Роды % от общего числа Виды % от общего числа Ввт % от общего числа
ОТДЕЛ CYANOPHYTA (CYANOBACTERIA. CYANOPROKARIOTA)
1 Nostocaceae 2 1.9 3 1.03 2 1.23
2 Aphanizomenonaceae 2 1.9 2 0.69 1 0.62
3 Aphanothecaceae 1 0.95 2 0.69 2 1.23
4 Chroococcaceae 3 2.86 4 1.37 0 0
5 Microcystaceae 2 1.9 6 2.06 3 1.85
6 Gomphosphaeriaceae 1 0.95 1 0.34 1 0.62
7 Cyanothecaceae 1 0.95 1 0.34 0 0
8 Oscillatoriaceae 3 2.86 21 7.22 8 4.94
9 Spirulinaceae 1 0.95 5 1.72 1 0.62
10 Hyellaceae 1 0.95 1 0.34 0 0
11 Hydrococcaceae 1 0.95 1 0.34 0 0
12 Merismopediaceae 3 2.86 4 1.37 1 0.62
13 Coelosphaeriaceae 2 1.9 3 1.03 0 0
14 Leptolyngbyaceae 1 0.95 1 0.34 0 0
ВСЕГО 24 22.86 55 18.90 19 11.73
ОТДЕЛ CHLOROPHYTA
15 Chlorellaceae 3 2.86 6 2.06 3 1.85
16 Trebouxiophyceae 1 0.95 4 1.37 0 0
17 Chlorellaceae 3 2.86 4 1.37 0 0
18 Oocystaceae 3 2.86 8 2.75 0 0
19 Koliellaceae 1 0.95 2 0.69 0 0
20 Selenastraceae 2 1.90 10 3.44 2 1.23
21 Scenedesmaceae 4 3.81 19 6.53 17 10.49
22 Characiaceae 1 0.95 1 0.34 0 0
23 Radiococcaceae 1 0.95 1 0.34 0 0
24 Chaetopeltidaceae 2 1.90 2 0.69 0 0
25 Chlamydomonadaceae 1 0.95 3 1.03 0 0
26 Ulotrichaceae 2 1.90 6 2.06 2 1.23
27 Ulvaceae 2 1.90 2 0.69 2 1.23
28 Volvocaceae 1 0.95 1 0.34 0 0
29 Chaetophoraceae 1 0.95 1 0.34 0 0
30 Schroederiaceae 1 0.95 2 0.69 0 0
31 Sphaerocystidaceae 1 0.95 1 0.34 0 0
32 Hydrodictyaceae 2 1.90 7 2.41 10 6.17
33 Neochloridaceae 1 0.95 2 0.69 2 1.23
ВСЕГО 33 31.43 82 28.18 38 23.46
№ Семейство Роды % от общего числа Виды % от общего числа Ввт % от общего числа
ОТДЕЛ CHAROPHYTA
34 Closteriaceae 1 0.95 2 0.69 1 0.62
35 Desmidiaceae 1 0.95 3 1.03 1 0.62
36 Elakatotrichaceae 1 0.95 1 0.34 0 0
37 Zygnemataceae 2 1.90 3 1.03 0 0
ВСЕГО 5 4.76 9 3.09 2 1.23
ОТДЕЛ BACILLARIOPHYTA
38 Eunotiaceae 1 0.95 1 0.34 1 0.62
39 Achnanthaceae 1 0.95 4 1.37 1 0.62
40 Fragilariaceae 1 1.90 12 4.12 10 6.17
41 Tabellariaceae 2 2.86 4 1.37 8 4.94
42 Bacillariaceae 5 1.90 15 5.15 11 6.79
43 Cocconeidaceae 1 0.95 1 0.34 1 0.62
44 Cymbellaceae 1 0.95 6 2.06 5 3.09
45 Gomphonemataceae 1 0.95 3 1.03 1 0.62
46 Rhoicospheniaceae 1 0.95 1 0.34 1 0.62
47 Naviculaceae 3 2.86 21 7.22 16 9.88
48 Pleurosigmataceae 1 0.95 2 0.69 1 0.62
49 Pinnulariaceae 1 0.95 4 1.37 3 1.85
50 Amphipleuraceae 1 0.95 2 0.69 0 0
51 Catenulaceae 4 3.81 7 2.41 9 5.56
52 Stephanodiscaceae 2 1.90 8 2.75 9 5.56
53 Melosiraceae 1 0.95 4 1.37 3 1.85
ВСЕГО 26 24.76 95 32.65 80 49.38
ОТДЕЛ EUGLENOPHYTA
54 Euglenaceae 1 0.95 10 3.44 5 3.09
55 Phacidaceae 1 0.95 5 1.72 3 1.85
56 Euglenidae 3 2.86 12 4.12 8 4.95
ВСЕГО 5 4.76 27 9.28 16 9.88
ОТДЕЛ CRYPTOPHYTA
57 Cryptomonadaceae 1 0.95 2 0.69 0 0
ВСЕГО 1 0.95 2 0.69 0 0
ОТДЕЛ DINOPHYTA
58 Ceratiaceae 1 0.95 1 0.34 3 1.85
59 Peridinidiaceae 1 0.95 2 0.69 1 0.62
60 Glenodiniaceae 1 0.95 4 1.37 1 0.62
ВСЕГО 3 2.86 7 2.41 5 3.09
№ Семейство Роды % от общего числа Виды % от общего числа Ввт % от общего числа
ОТДЕЛ OCHROPHYTA
61 Centritractaceae 2 1.90 2 0.69 0 0
62 Ophiocytiaceae 1 0.95 1 0.34 0 0
63 Pleurochloridaceae 1 0.95 1 0.34 0 0
64 Goniochloridaceae 1 0.95 2 0.69 0 0
65 Tribonemataceae 2 1.90 6 2.06 0 0
66 Dinobryaceae 1 0.95 1 0.34 2 1.23
ВСЕГО 8 7.62 14 4.81 2 1.23
ВСЕГО В АЛЬГОФЛОРЕ 105 100 291 100 162 100
Стандартное отклонение 0.75 11.26 1.73 12.97 3.87 2.39
Коэффициент вариации 0.48 1.05 0.78 1.24 1.53 1.53
во-протококковым комплексом с незначительным участием синезеленых (Рис. 2).
Важно отметить, что видовой состав фитопланктона по отдельным водохранилищам и участку реки имел значительные отличия. В Ниж-некальмиусском водохранилище идентифицировано 216 видов и ввт. Преобладающие отделы Bacillariophyta и Chlorophyta в равной степени формировали 66% альгофлоры (Табл. 3). На долю Cyanophyta приходился 21% участия, остальные отделы составляли менее 10% от общего числа видов и ввт.
В Нижнекальмиусском водохранилище нами установлено неоднородное видовое распределение по отделам фитопланктона, особенно выраженное в летний период. От верхнего участка к плотине наблюдалось снижение числа таксонов. В верхней части водохранилища основу составляли отделы Chlorophyta (Monoraphidium minu-tum, Scenedesmus quadricauda и Pediastrum bo-ryanum) и Bacillariophyta (Tabellaría fenestrata var. kuetzingiana Hilse sensu Hust., Diatoma vulgare var. vulgare, Melosira varians, Tabellaria fenestrata var. fenestrata (Lyngb.) Kütz.), а также наблюдались периодические вспышки развития представителей отделов Dinophyta (Ceratium hirundinella f. hirundinella (O.F. Müll.) Bergh) и Euglenophyta (Euglena proxima P.A. Dang., Trachelomonas sp.). Ниже по течению в заводях и мелководьях, а также на приплотинном участке постоянно доминировал отдел Cyanophyta с наиболее часто встречающимися родами Aphanizomenon, Microcystis и Anabaena. Такая картина развития фитопланктона наблюдалась практически весь год, однако в летний период она была выражена наиболее интенсивно. Индекс видового разнообразия Шен-
нона-Уивера варьировал от 0.92 до 1.24 бит/экз (в зимний и летний периоды соответственно) и от 1.98 до 3.12 бит/экз (в весенний и осенний периоды соответственно). Таким образом, в Нижнекальмиусском водохранилище в течение года отмечались периоды упрощения биоразнообразия фитопланктона.
Таксономическое разнообразие Старобешев-ского водохранилища существенно отличалось от видового состава альгофлоры Нижнекальмиус-ского водохранилища (Табл. 4). На этом участке бассейна реки преобладал отдел Bacillariophyta (41% от общего числа видов и ввт). Отдел Chlorophyta был представлен меньшим количеством видов (29%). На третьем месте по встречаемости располагался отдел Cyanophyta (18%). Кроме того, стоит выделить периодические вспышки развития представителей отдела Euglenophyta (10% от общего числа видов и ввт).
Таким образом, Старобешевское водохранилище, как и Нижнекальмиусское, является экосистемой, сформированной под влиянием антропогенных факторов (Безносов и Суздалева, 2005). Видовой состав водорослей характеризовался неравномерным пространственным распределением, что обусловливается поступлением подогретых вод. На ряде пребрежных участков доминировали нитчатые синезеленые и колониальные диатомовые водоросли, формирующие до 60% от всего альгоразнообразия. На мелководьях отмечены скопления Melosira varians, Fragilaria ca-pucina var. capucina Desm.; Ulothrix zonata (Weber et Mohr) Kütz.; Enteromorpha prolifera (O.F. Müll.) J. Agardh; Lyngbya limnetica Lemm.; Phormidium ambiguum var. ambiguum Gomont. Такое распределение обусловлено тем, что нитчатые формы,
образуя сплошные заросли, полностью извлекают из воды значительное количество азота и фосфора, препятствуя развитию других форм водорослей (Безносов и др., 2004). Пелагиаль Старобе-шевского водохранилища имеет высокое видовое разнообразие: индекс Шеннона-Уивера здесь варьирует от 1.64 до 4.06 бит/экз.
Средний участок р. Кальмиус, расположенный между водохранилищами, почти в 3 раза уступал им по разнообразию тасономического состава (Табл. 5). Максимальным видовым разнообразием отличался отдел Bacillariophyta (46% от общего количества видов и ввт) и Chlorophyta (32% от общего числа видов и ввт). Видовое разнообразие Cyanophyta сократилось более чем в 3 раза по сравнению с обоими водохранилищами. На данном участке реки преобладают пери- и эпифи-тонные формы фитопланктона: Ulothrix variabilis, U. tenuissima Kütz.; Navicula placentula (Ehrenb.) Kütz.; Cymbella cymbiformis var. cymbiformis Ehrenb.; C. var. tumida (Ehrenb.) Mills; Eunotia lunaris var. lunaris (Ehrenb.) Mills; Pinnularia microstauron var. brebissonii (Kütz.) Rabenh.; Pinnularia capitata Ehrb.; Nitzschia linearis var. linearis W. Sm.; Surirella spiralis Kütz.; Enteromorpha pilifera (Roth) Ag. Индекс Шеннона-Уивера в данном случае не превышал 2.12 бит/экз.
Таким образом, среди исследуемых водных биоценозов бассейна р. Кальмиус наибольшее таксономическое богатство характерно для Ста-робешевского водохранилища (371 вид и ввт), меньшее - для Нижнекальмиусского (216 видов и ввт). Водохранилища характеризовались постоянным доминированием синезеленых водорослей
(Макуха и Мирненко, 2019; Мирненко, 2018, 2019, 2021a, b; Мирненко и Комарова, 2021; Мирненко и Макуха, 2021), которые быстро ассимилируют биогенные вещества, уменьшают количество растворенного кислорода и ингибируют развитие остальных отделов фитопланктона. Кроме того, данный факт косвенно подтверждается спутниковыми снимками (в программе Google Earth Pro), полученными в период исследования (Рис. 3).
Вода в бассейне р. Кальмиус имеет высокую минерализацию, за счет чего в альгофлоре хорошо адаптируются инвазионные морские виды, занесенные преимущественно двумя путями (Дуда-кова и др., 2015; Мирненко, 2021a, b): первый (и наиболее вероятный) - благодаря миграции птиц с побережья Азовского моря; второй путь связан с деятельностью ветра. Здесь широко распространены инвазионные виды, принадлежащие к отделам Cyanophyta (Phormidium boryanum; Ph. ambiguum var. ambiguum; Anabaena variabilis f. variabilis Kütz.) и Bacillariophyta (Amphiprora alata (Ehrenb.) Kütz.; A. paludosa W. Sm.; Bacillaria paradoxa J.F. Gmel. in Linne; Gyrosigma peisonis (Grunow) Hust. in Pascher; Navicula digitoradiata (W. Greg.) Ralfs in A. Pritch.; Navicula peregrina var. peregrina (Ehrenb.) Kütz.; Nitzschia vivax var. hyperborea W. Sm.; Nitzschia longissima var. longissima (Bréb. ex Kütz.) Grun., Synedra tabulata (C. Agardh) Kütz.).
За период исследования было обнаружено флористическое сходство фитопланктона согласно коэффициенту Серенсена-Чекановского (Городничев, 2019; Сахарова, 2017). Максимальные результаты отмечены на участках среднего течения р. Кальмиус и Старобешевском водохра-
Рис. 2. Многолетняя динамика видового богатства основных семейств фитопланктона р. Кальмиус, Нижнекальмиусского и Старобешевского водохранилищ.
Табл. 3. Таксономический состав фитопланктона Нижнекальмиусского водохранилища.
Отдел Число видов Число ввт Всего % от общего числа
Cyanophyta 32 13 45 20.83
Euglenophyta 12 5 17 7.87
Ochrophyta 3 2 5 2.31
Dinophyta 4 2 6 2.78
Bacillariophyta 37 34 71 32.87
Chlorophyta 51 21 72 33.33
ВСЕГО 139 77 216 100
Табл. 4. Таксономический состав фитопланктона Старобешевского водохранилища.
Отдел Число видов Число ввт Всего % от общего числа
Cyanophyta 49 16 65 17.52
Euglenophyta 20 10 30 8.09
Ochrophyta 9 0 9 3.56
Cryptophyta 5 2 7 2.43
Bacillariophyta 89 64 153 41.24
Chlorophyta 81 26 107 28.84
ВСЕГО 253 118 371 100
Табл. 5. Таксономический состав фитопланктона среднего участка р. Кальмиус.
Отдел Число видов Число ввт Всего % от общего числа
Cyanophyta 9 4 13 10.48
Euglenophyta 6 2 8 6.45
Ochrophyta 1 0 1 0.81
Cryptophyta 2 1 3 2.42
Bacillariophyta 36 21 57 45.97
Chlorophyta 31 9 40 32.26
Dinophyta 1 0 1 0.81
Chrysophyta 1 0 1 0.81
ВСЕГО 87 37 124 100
Рис. 3. «Цветение» синезеленых водорослей в Нижнекальмиусском водохранилище. А - июнь 2019 г.; В - август 2019 г. 1 -Городские пруды; 2 - Нижнекальмиусское водохранилище.
Рис. 4. Дендрограмма флористического разнообразия фитопланктона водоемов бассейна р. Кальмиус в 2019 г. НК -Нижнекальмиусское водохранилище; СТ - Старобешевское водохранилище; СУ - средний участок р. Кальмиус; 1-3 - точки отбора проб.
нилище в 2018-2019 г. (0.71-0.75); наименьшее сходство альгофлоры постоянно наблюдалось в летний период 2017-2020 гг. между водохранилищами Нижнекальмиусское и Старобешевское (0.26-0.35)
Кластеризация видового состава показала, что фитопланктон Старобешевского водохранилища (точки СТ1 и СТ3) составляли отдельный кластер, в котором прослеживалось закономерное ежегодное повторение последовательности развития альгофлоры. Остальные исследуемые участки сформировали две группы кластеров, имеющие сходное расстояние (Рис. 4).
Выводы
Таким образом, наиболее разнообразный фитоценоз образовался в Старобешевском водохранилище, что обусловливалось деятельностью Старобешевской ТЭС: сброс подогретых вод в поверхностный слой водоема вызывал искусственное увеличение продолжительности летней стратификации и подавлял сезонную конвекцию кислорода и питательных веществ. Данный факт указывает на увеличение вегетационного периода (Безносов, 2004). Средний участок реки формировал переходную зону. Нижнекальмиусское водохранилище имело меньшее таксономическое разнообразие, что было связано с его мор-фометрическим строением. Небольшая глубина и обширные площади мелководий подвержены наиболее интенсивному влиянию антропогенного воздействия, что приводит к нарушению биопотенциала всей экосистемы.
Финансирование
Работа выполнена в рамках инициативной научной темы «Функциональная ботаника: экологический мониторинг, ресурсные технологии, фитодизайн» № 0117D000192 на кафедре ботаники и экологии ГОУ ВПО «Донецкий национальный университет».
ORCID
Э.И. Мирненко 0000-0002-3625-5326
Список литературы
Баринова, С.С., 2006. Биоразнообразие водорослей-индикаторов окружающей среды. Pilies Studio, Тель-Авив, Израиль, 498 с.
Безносов, В.Н., Суздалева, А.Л., 2005. Сукцессионное развитие экосистем техногенных водоемов. Сборник статей, посвященный 100-летию со дня рождения Н.С. Строганова «Антропогенные влияния на водные экосистемы». Товарищество научных изданий КМК, Москва, Россия, 120-129.
Безносов, В.Н., Горюнова, С.В., Кацман, Е.А., Кучкина, М.А., Суздалева, А.Л., 2004. Особенности эвтрофирования водоема-охладителя АЭС. Сборник научных трудов Российского университета дружбы народов «Актуальные проблемы экологии и природопользования». Вып. 5. Ч. 2. РУДН, Москва, Россия, 176-186.
Бунтовский, С.Ю., 2015. История Донбасса. Донбасская Русь, Донецк, Украина, 59 с.
Голлербах, М.М., Полянский, В.И. (ред.), 19511960. Определитель пресноводных водорослей СССР: в 14 т. Советская наука, Москва, СССР.
Городничев, Р.М., 2019. Методы экологических исследований. Основы статистической обработки данных. Издательский дом СВФУ, Якутск, Россия, 94 с.
Догановский, А.М., Малинин, В.Н., 2004. Гидросфера Земли. Гидрометеоиздат, Санкт-Петербург, Россия, 625 с.
Дудакова, Д.С., Родионова, Н.В., Протопопова, Е.В., Капустина, Л.Л., Бардинский, Д.С., 2015. Состав и динамика гидробионтов литорали бухты Петрокрепость Ладожского озера. Труды КарНЦ РАН 2, 53-70.
Макуха, А.О., Мирненко, Э.И., 2019. Количественные показатели фитопланктона в Нижнекальмиусском водохранилище. Материалы VIII Международной научно-практической конференции «Среда, окружающая человека: природная, техногенная, социальная». Брянск, Россия, 46-50.
Мирненко, Э.И., 2018. Токсические Cyanophyta в фитопланктоне Нижнекальмиусского водохранилища. Вестник Донецкого национального университета. Серия А: Естественные науки 3-4, 162-167.
Мирненко, Э.И., 2019. Особенности эвтрофирования Нижнекальмиусского
водохранилища. Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона 3-4, 24-30.
Мирненко, Э.И., 2021a. Антропогенная минерализация водных экосистем как фактор трансформации комплексов фитопланктона. Материалы VI Международной научной конференции «Донецкие чтения 2021: образование, наука, инновации, культура и
вызовы современности». Донецк, Украина, 126-128.
Мирненко, Э.И., 2021Ь. Факторы сукцессии фитопланктона Нижнекальмиусского водохранилища. Сборник научных трудов по материалам Международной научной экологической конференции, посвященной Году науки и технологий «Проблемы трансформации естественных ландшафтов в результате антропогенной деятельности и пути их решения». Краснодар, Россия, 526-527.
Мирненко, Э.И., Комарова, А.М., 2021. Перифитон искусственных водоемов г. Донецка. Материалы X Международной научно-практической конференции «Среда, окружающая человека: природная, техногенная, социальная». Брянск, Россия, 70-72.
Мирненко, Э.И., Макуха, А.О., 2021. Экологическое состояние прудов г. Донецка по содержанию органического вещества. Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона 1-2, 17-22.
Одум, Ю., 1975. Общая экология. Мир, Москва, СССР, 741 с.
Сахарова, Е.Г., 2017. Фитопланктон экотонных зон Рыбинского водохранилища. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Борок, Россия, 133 с.
Скибенко, А.К., 2013. Путеводитель. Город на берегах Кальмиуса. Норд Пресс, Донецк, Украина, 335 с.
Стёпкин, В.П., 2008. Полная история Донецка (1779-1991). Апекс, Донецк, Украина, 560 с.
Фомин, Г.С., 2000. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам. Протектор, Москва, Россия, 838 с.
Fott, В., 1971. Algenkunde. Auflage 2. Fischer, Jena, Germany, 581 p.
Article
Taxonomic diversity of phytoplankton of the Kalmius River and its reservoirs
Eduard I. Mirnenko
Donetsk State University, ul.Shchorsa 46, 283050 Donetsk eduard_mimenko@list.ru
Abstract. The paper presents data on the taxonomic diversity of phytoplankton in the middle section of the Kalmius River and the reservoirs located on it. Floristic analysis showed the presence in the aquatic biocenosis of 291 species of algae and 162 intraspecific taxa belonging to 8 divisions, 18 classes, 42 orders, 66 families and 105 genera. The divisions Cyanophyta, Chlorophyta, and Bacillariophyta dominated in frequency of occurrence. The Shannon-Weaver index varied the most in the Starobeshevsk Reservoir. The Sorensen-Chekanovsky coefficient evidences the isolation of the phytoplankton algal flora of the Starobeshevsk Reservoir. In the Nizhnekalmius Reservoir, a regular annual repetition of the dominant types of algoflora development has been established.
Keywords: algal flora, water biocenosis, reservoirs, Donbass.
