ALGOTCENOSES COMPOSITION OF RESERVOIRS IN VOLGOGRAD REGION

Full Text

Abstract

Studies of algocenoses are timely as the biomonitoring data show the ecological state of water basins and can be used аor planning and taking actions to protect environment. The objective of our research was to study water bodies of different origins in Volgograd region and to identify the peculiarities of their algocenoses. The article deals with water bodies of different origins in Volgograd area i.e. full-system pond fish farm «Flora» (pond № 1, pond № 5, pond № 7); Biruchiy Bay of Volgograd reservoir; artificially created wetland, which has no connection to the reservoir. There have been identified similarities in algocenoses compositions. It was found that phytoplankton biomass in the researched objects gradually increases since April reaching its peak in August, then it gradually decreases and by the end of October is minimumal.The average phytoplankton biomass in the studied points ranged from 0.7644 to 2.7882 mg/L in spring , from 3.5923 to 53.9616 mg/L in the summer and from 3.5870 to 10.2592 mg/L in autumn. There was a positive corelation between the level of biomass and chlorophyll a in the tested water samples. It was revealed that Diatomeae, Chlorophyta and Cyanobacteria were the basis of phytoplankton species composition in ecosystems of the studied objects. 46 species and subspecies were discovered in phytoplankton composition and the dominant algae taxa were identified i.e. Diatomeae - Aulacoseira granulata , Nitzschia angustata , Chlorophyta - Chlorella vulgaris, Pandorina morum and Cyanobacteria - Microcystis aeruginosa, Anabaena contorta . It was determined that the ratio of different types of algae taxa was approximately the same throughout the study period, and the coefficient of species similarity of phytoplankton communities was rather high - its fluctuations were from 0.6 to 0.86.

Full Text

Биологический мониторинг является важным звеном контроля загрязнения природной среды, позволяющим непосредственно оценить воздействие этого загрязнения на живые организмы (Теверовский 1988). Биомониторинг водоемов основан на исследовании ряда компонентов, особое место среди которых занимает фитопланктон, во многом определяющий функционирование водных экосистем. Видовой состав, структура и обилие фитопланктона позволяют судить о трофическом уровне и санитарных характеристиках водных бассейнов. Исследования особенностей альгоценозов показывают экологическое состояние водных объектов и используются для планирования и проведения природоохранных мероприятий (Карабская, Иванцова 2014: 170-173). Состав и динамика фитопланктона на территории РФ описаны в работах таких ученых, как К. А. Гусева (1996), В. Н. Паутова (2001), Л. Г. Корнева (2009) и др. Первичная продукция, содержание хлорофилла и других фотосинтетических пигментов представлены в трудах Л. Е. Сигаревой (1984), В. И. Романенко (1985), Н. М. Минеевой (1987) и др. Состав и экология отдельных представителей водорослевого фитопланктона в разных водоемах разнообразны (Гусева, Экзерцев 1996: 92-98). В зависимости от ряда факторов в водоеме может доминировать та или иная группа водорослей, а в периоды «цветения» господствовать один вид. Содержание хлорофилла используют для оценки обилия фитопланктона. Хлорофилл а содержат все растительные фотосинтезирующие клетки; хлорофилл b составляет треть от общего количества хлорофилла у высших растений и зеленых водорослей; хлорофилл с содержится в клетках диатомовых, динофитовых, криптофитовых, золотистых, бурых водорослей (Минеева 2004). В практических целях чаще всего определяют концентрацию хлорофилла а как наиболее важного показателя интенсивности развития фитопланктона. С помощью методов контактного и дистанционного контроля этот зеленый пигмент регистрируется наиболее точно (Минеева 2004). Одним из необходимых элементов при изучении водных объектов является биомасса фитопланктона, поскольку она служит косвенным показателем продукционных возможностей водоемов. Для определения биомассы фитопланктона используют хлорофилл а. Сезонное содержание хлорофилла а в водоеме в общем соответствует динамике биомассы фитопланктона, т.е. резкие повышения концентрации хлорофилла а вызваны вспышками развития тех или иных популяций водорослей, а при незначительной биомассе в зимний период наблюдаются наиболее низкие в году концентрации хлорофилла а. Состояние пигментных систем водорослей позволяет судить о физиологическом состоянии водорослей, наличии химических загрязнений воды и о качественном составе фитопланктона. Задачей наших исследований являлось изучение различных по происхождению водоемов Волгоградской области и выявление основных особенностей в составе их альгоценозов. Материалы и методы Исследования проводили в районе поселка Волжанка Волгоградской области. Отбор проб осуществляли ежемесячно с апреля по октябрь в период 2010-2014 гг. на территории следующих объектов: полносистемное прудовое хозяйство ООО «Флора» (пруд № 1, пруд № 5, пруд № 7), залив Бирючий (Волгоградское водохранилище), не имеющая связи с водохранилищем искусственно созданная балка. Отбор и анализ проб проводили по ГОСТ 17.1.4.02-90 (1999). Пробы, отобранные из поверхностного слоя воды, отфильтровывались через бумажные фильтры и подвергались высушиванию. Характер и масштабы «цветения» определялись визуально и на основании результатов исследований, проводимых в экологической учебной лаборатории Волжского филиала Волгоградского государственного университета. Содержание хлорофилла а определяли методом методом спектрофотометрического анализа на фотометре фотоэлектрическом КФК-3. Уровень цветения определяли вычислением сухой биомассы методом расчета по содержанию хлорофилла а (Руководство 1983), используя формулу: Вс = 15 * ChlА, где Вс - биомасса, выраженная в единицах углерода, мгС/л; ChlА - концентрация хлорофилла а в пробе, мг/л. Сходство объектов определяли по формуле Серенсена: Кs = 2c / (a+b), где c - число видов, общих для двух сравниваемых группировок; a - число видов группировки № 1; b - число видов группировки № 2. Результаты и обсуждение Результаты исследований показывают постепенное увеличение уровня биомассы фитопланктона в водоемах с апреля, пик в августе, затем постепенное снижение и минимальные значения в конце октября (Иванцова, Карабская 2016: 161-168; Карабская, Иванцова 2015: 153-156). В среднем биомасса фитопланктона составляла значения в пределах от 0,7644 до 2,7882 мг/л, летом - от 3,5923 до 53,9616 мг/л, осенью - от 3,5870 до 10,2592 мг/л. Минимальное значение 0,012 мг/л было зафиксировано в октябре 2010 г. в пруду № 1, максимальное - 82,3552 мг/л - в августе 2012 г. в з. Бирючем. Наблюдалась прямо пропорциональная зависимость уровня биомассы и хлорофилла а в исследованных пробах. Установлено, что основу видового состава фитопланктона составляли три вида водорослей: диатомовые, зеленые и цианопрокариоты. Было отмечено большое содержание зоопланктона (веслоногие и ветвистоусые рачки, коловратки) в объектах ООО «Флора». В составе фитопланктона изученных объектов было обнаружено 46 видов и разновидностей, относящихся к пяти отделам: диатомовые (17), зеленые (14), цианопрокариоты (10), эвгленовые (3), криптофитовые (2). В ходе исследования были определены доминирующие таксоны, плотность которых составляла не менее 30% от общей плотности остальных видов в сообществе: диатомовые водоросли - Nitzschia angustata, Aulacoseira granulata, зеленые - Pandorina morum, Chlorella vulgaris, цианопрокариоты - Anabaena contorta, Microcystis aeruginosa. Соотношение таксонов различных видов водорослей в исследуемых объектах на протяжении всего периода исследования оставалось примерно одинаковым (см. рисунок). Диатомовые водоросли доминировали во всех исследуемых водоемах, и их процентное содержание варьировалось в пределах 37-41%. Среди доминирующих были зеленые водоросли, на долю которых приходилось 28-31% от общего числа обнаруженных видов. Цианопрокариоты были представлены в меньшей степени и составляли 20-22%. На долю эвгленовых и криптофитовых приходилось менее 10% от общего числа обнаруженных видов. Рис. Соотношение таксонов различных видов водорослей в исследуемых объектах, 2010-2014 гг. Сезонная динамика фитопланктона отличалась разнообразием видов в летний период и обеднением видового состава осенью. В июле 2013 г. было зафиксировано максимальное количество таксонов (35), в октябре 2013 г. - минимальное (8). Весной в исследуемых объектах наблюдалось преобладание диатомовых водорослей. Летний пик достигался за счет интенсивного развития цианопрокариотов - в искусственно созданной балке и в прудах, а также диатомовых водорослей - в заливе Бирючем. Осенью доминировали цианопрокариоты - в прудах, диатомовые водоросли и цианопрокариоты - в заливе Бирючем и в искусственно созданной балке. Коэффициент видового сходства сообществ фитопланктона (по формуле Серенсена) между объектами был высоким и составлял от 0,6 до 0,86. Сходство 77% было отмечено между искусственно созданной балкой и объектами полносистемного прудового хозяйства ООО «Флора», 75% - между балкой и заливом Бирючий, 68% - между заливом и прудами. Из 17 видов диатомовых водорослей, обнаруженных в 2013 г., общими для объектов были 10. Из 14 видов зеленых общими для балки и залива были 9, для балки и прудов - 7, для залива и прудов - 6. Среди 10 видов обнаруженных цианопрокариотов общими для балки и залива, а также для балки и прудов были 6 видов, для залива и прудов - 5. Из 3 видов обнаруженных эвгленовых водорослей общими для объектов были 2. Один общий вид из двух криптофитовых был обнаружен в балке и заливе. Выводы Проведенные исследования показывают, что: 1. Биомасса фитопланктона в сезонном аспекте отличается летним подъемом уровня. 2. Уровень биомассы фитопланктона и хлорофилла а прямо пропорционален. 3. Таксономический состав объектов разнообразен и представлен различными видами водорослей, основу которых составляют диатомовые, зеленые водоросли и цианопрокариоты. 4. Коэффициент Серенсена имеет высокие значения и колеблется в диапазоне от 0,6 до 0,86, что позволяет говорить о формировании единого фитоценоза в акватории изученных объектов.
×

About the authors

A. S. Karabskaya

Volzsky branch of Volgograd State University

Postgraduate, Senior Researcher

E. A. Ivantsova

Volgograd State University

Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Head of the Department of Ecology and Nature Management

References

  1. ГОСТ 17.1.4.02-90. Вода. Методика спектрофотометрического определения хлорофилла a. 1999. М.: ИПК Издательство стандартов.
  2. Гусева К. А., Экзерцев В. И. 1996. Формирование фитопланктона и высшей водной растительности в равнинных водохранилищах // Экология в организации. М.: Наука, 92-98.
  3. Иванцова Е. А., Карабская А. С. 2016. Альгомониторинг разнотипных водоемов Волгоградской области // Вестник Волгоградского государственно университета. Серия 3: Экономика. Экология 1 (34), 161-168.
  4. Карабская А. С., Иванцова Е. А. 2015. Особенности формирования фитопланктона различных по происхождению водных экосистем на примере водоемов Волгоградской области // Научный альманах 6 (8), 153-156. doi: 10.17117/na.2015.06.153.
  5. Карабская А. С., Иванцова Е. А. 2014. Научно-производственное обеспечение социально-экономической и экологической деятельности в АПК // Зволинский В. П. (отв. ред.). Современные проблемы повышения продуктивности аридных территорий: матер. междунар. научно-практич. конф. (14-16 мая 2014 г.). М.: Изд-во «Вестник РАСХН», 170-173.
  6. Корнева Л. Г. 2009. Формирование фитопланктона водоемов бассейна Волги под влиянием природных и антропогенных факторов: Автореф. дис. … д-р биол. наук. СПб. 47.
  7. Минеева Н. М. 1987. Закономерности формирования первичной продукции фитопланктона водоемов разного типа: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Киев.
  8. Минеева Н. М. 2004. Растительные пигменты в воде волжских водохранилищ. М.: Наука.
  9. Паутова В. Н., Номоконова В. И. 2001. Динамика фитопланктона нижней Волги - от реки к каскаду. Тольятти: Изд-во Самарского науч. центра РАН.
  10. Романенко В. И. 1985. Микробиологические процессы продукции и деструкции органического вещества во внутренних водоемах. Л.: Наука.
  11. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений. 1983. Ленинград: Гидрометеоиздат.
  12. Сигарева Л. Е. 1984. Содержание и фотосинтетическая активность хлорофилла фитопланктона Верхней Волги: Автореф. … канд. биол. наук. Киев.
  13. Теверовский Е. Н. 1988. Экономические оценки в системе охраны природной среды СССР. Л.: Гидрометеоздат.

Statistics

Views

Abstract: 158

Article Metrics

Metrics Loading ...

Refbacks

  • There are currently no refbacks.




This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies