Зиннатова Э.А., Фролова Л.А.

Elvira A. Zinnatova, Larisa A. Frolova

Казанский (Приволжский) федеральный университет (Казань, Россия)

УДК 561.26

Северные озера, не затронутые прямым антропогенным воздействием, являются хорошими объектами для палеоклиматических реконструкций. Одним из источников информации о произошедших изменениях в экосистемах озер являются диатомовые водоросли. Изучение диатомового комплекса колонки в донных отложениях термокарстового озера дельты р. Печоры позволило выявить в его составе в общей сложности 133 таксона, относящихся к 49 родам, 24 семействам, 13 порядкам и 3 классам. Преобладали голарктические представители бентоса и обрастаний, предпочитающие щелочные условия среды.

Ключевые слова: диатомовые водоросли; озеро дельты реки Печоры; донные отложения; изменение климата.

Уникальное сочетание процессов, свойственных арктическим регионам, а также сочетание климатических, биологических и геологических особенностей, создают особые условия в пресноводных экосистемах Севера, что отличает их от водоемов низких широт (Новичкова, 2015). Возможность использования донных отложений арктических озер для палеоклиматических реконструкций повышает значимость исследований, проводимых в арктических областях (Solovieva et al., 2005). Но ввиду труднодоступности региона и суровых климатических условий, далеко не весь этот обширный регион исследован подробно. Палеоэкологическая оценка, а также сведения о современном состоянии данных водоемов позволяют выявить основные закономерности изменения природных условий водосборного бассейна озер в период позднего плейстоцена и голоцена, прогнозировать эволюцию озерных ландшафтов в условиях глобального антропогенного потепления климатов Севера (Городничев и др., 2012).

Целью исследования колонки донных отложений озера дельты р. Печоры (с условным названием 17-Pe-03, 053°47.694 N, 053°47.694 Е), являлось изучение таксономического состава диатомовых водорослей с применением палеоэкологических методов.

Площадь бассейна р. Печоры составляет 322000 км², длина – 1809 км. Река протекает через Республику Коми и Ненецкий автономный округ, образуя в окрестностях Нарьян-Мара дельту шириной около 45 км, и является одной из крупнейших рек севера Европейской части России. Площадь дельты порядка 2900 км²_. Питание реки смешанное, с преобладанием снегового. Климат континентальный, зима суровая, продолжительная и многоснежная; лето короткое и прохладное. (Полонский, 2007). Печора испытывает существенную техногенную нагрузку с 50-х годов ХХ века. Негативное влияние оказывают расположенные в верховьях реки предприятия угольной промышленности, в составе выбросов которых наблюдается повышенное содержание никеля, свинца, кобальта и других металлов (Новоселов и др., 2012). По данным экологического мониторинга, содержание загрязняющих веществ зависит от стока вод р. Печоры и от характера питания, значительно изменяясь в течение года (Даувальтер, 2001). На территории дельты р. Печоры находится государственный природный заповедник «Ненецкий». Учитывая высокую ценность водоемов особо охраняемых природных территорий, их изучение особенно актуально для решения задач рационального природопользования, разработки научных основ оценки экологического состояния водных объектов и нормирования антропогенных нагрузок на водные экосистемы (Черевичко, 2011).

С использованием донного пробоотборника Uwitec (Австрия) была отобрана колонка донных отложений мощностью 48 см в наиболее глубокой части озера. Пробоподготовка образцов донных отложений на диатомовый анализ проводилась с использованием стандартного метода водяной бани (Battarbee, 1986) в НИЛ «Палеоклиматологии, палеоэкологии и палеомагнетизма» Казанского (Приволжского) федерального университета. Для изготовления постоянных препаратов использовалась высокопреломляющая смола Naphrax. Подсчет и определение створок проводились до 300 и более створок в образце с использованием светового микроскопа Zeiss Axio Emager A2 (иммерсионный объектив х100, n.a.=1,4) с применением дифференциально-интерференционного контраста (DIC) Номарского. Микрофотосъемку производили с использованием фотокамеры Axio Cam MRc5. Диатомовая диаграмма была создана с помощью программы Тилиа (версия 2.0.41). Результаты были зонированы с помощью CONISS в рамках данной программы. Общее число створок бралось за 100%, доминантами считались диатомеи, составляющие в осадках более 10% створок, субдоминантами – от 5 до 10%. При идентификации видов измерялась длина, ширина створки диатомей, подсчитывалось количество штрихов, ребер и септ в 10 микронах с использованием отечественных и зарубежных определителей и статей (Забелина и др., 1951; Krammer, Lange-Bertalot, 1986; Lange-Bertalot, Ulrich, 2014; Чудаев, Гололобова, 2016; Куликовский и др., 2016).

Диатомовые дельты р. Печоры характеризуются высоким видовым разнообразием. В результате исследования 14 образцов донных отложений озера 17-Pe-03 в диатомовом комплексе было идентифицировано 133 таксона диатомовых водорослей, принадлежащих 49 родам, 24 семействам, 13 порядкам и 3 классам. Отмечено родов (по семействам): Fragilariaceae – 8, Аchnanthidiaceae – 6, Cymbellaceae – 5, Stephanodiscaceae – 3, Pinnulariaceae – 2, Bacillariaceae – 2, Tabellariaceae – 2, Aulacoseiraceae – 1, Cavinulaceae – 1, Cocconeidaceae – 1, Catenulaceae – 1, Diploneidaceae – 1, Rhopalodiaceae – 1, Eunotiaceae – 1, Gomphonemataceae – 1, Pleurosigmataceae – 1, Diadesmidaceae – 1, Mastogloiaceae – 1, Naviculaceae – 1, Neidiaceae – 1, Sellaphoraceae – 1, Stauroneidaceae – 1, Surirellaceae – 1. Высокое таксономическое богатство отмечено для родов: Pinnularia (9 видов), Gomphonema (7), Eunotia (6), Navicula (6), Sellaphora (6), Stauroneis (6). Представители данных родов – пресноводные виды, обитающие в разнотипных экосистемах, от олиготрофных до эвтрофных. Однако большинство представителей рода Eunotia предпочитают водоемы, богатые гуминовыми кислотами: стоячие воды торфяников и сфагновых болот. Виды родов являются широко распространенными.

В количественном отношении доминантами были: Staurosira venter (Ehrenberg) Cleve et Möller (23,43 %) – мелкоклеточный вид, обитающий в водоемах различной трофности, преимущественно в нейтральных, космополит; Staurosirella ovata Morales (9,86 %) – вид, предпочитающий олиготрофные и мезотрофные водоемы с повышенным содержанием кальция, голарктика; Aulacoseira sp. (9,80 %). Также были определены виды-субдоминанты: Stauroforma exiguiformis (Lange-Bertalot) Flower, Jones et Round (7,98 %) – обитатель эвтрофных водоемов, нейтральных или слабо ацидных, голарктика; Tabellaria flocculosa (Roth) Kützing (8,40 %) – предпочитающий олиготрофные и мезотрофные водоемы, широко распространенный вид. Среди диатомовых керна по местообитанию преобладали бентосные виды (70,40 % от общего числа таксонов), затем следовали планктонно-бентосные (23,50%), самыми малочисленными видами были планктонные (6,17%). По географической приуроченности 51,61% от общего числа таксонов составили представители голарктики, космополитные диатомеи – 48,39%. По отношению к фактору солености в числе пресноводных форм преобладали индифференты (63,89 %), олигогалобы составили 22,22 %, эвригалинные виды – 13,89%. По трофности преобладали олиготрофные (29,62%) и олиготрофные-мезотрофные (28,40%) виды, затем следуют мезотрофные-эвтрофные – 19,75%, мезотрофные (7,40%), олиготрофные-эвтрофные и индифференты составили по 6,17%, эвтрофные виды диатомовых были самыми малочисленными (2,46%). По отношению к pH бóльшая часть отмеченных таксонов – обитатели вод с щелочной реакцией воды (54,16%), индифференты представлены 29,16% от общего числа таксонов, ацидофилы были немногочисленными – 12 видов (16,67%).

Диатомовый анализ донных отложений оз. 17-Pe-03 дельты р. Печора позволил выделить 3 стратиграфические зоны в составе диатомовых водорослей на основе общности таксономического состава. Можно сделать вывод о том, что на протяжении всей истории сохранялись олиготрофные щелочные условия водной среды с признаками заболачивания. На первом этапе развития, концентрация створок диатомовых водорослей невысокая, причиной этому была нехватка питательных веществ, а именно органики, что подтверждается присутствием видов Pseudostaurosira polonica (M. Witak et Lange-Bertalot) E.A. Morales et M.B. Edlund и Pantocsekiella ocellata (Pantocsek) K.T. Kiss et Ács, способных переносить дефицит биогенов. Далее отмечается возрастание доли створок диатомовых водорослей, предпочитающих кислую реакцию среды, что свидетельствует об ацидофикации и заболачивании водоема в данный исторический период развития. На глубине 16 см возрастает роль пресноводно-солоноватоводного вида Sellaphora pupula (Kützing) Mereschkovsky и отмечается присутствие преимущественно морского представителя Thalassiosira sp., что является свидетельством влияния солоноватых вод или морских отложений. По данным И.А. Киселева (1930) возможны единичные проникновения в дельту морских и солоноватоводных форм, несмотря на то, что диатомовые сообщества данного озера формируются под влиянием речного стока и имеют пресноводный характер.

Наибольший рост числа створок диатомовых водорослей и их разнообразия приходится на интервал глубин 1–8 см, что свидетельствует о благоприятных климатических условиях. Диатомовые комплексы в данный период развития озера отражают направленный тренд к потеплению и увеличению прогреваемости водоема, что проявляется в составе комплексов ростом доли космополитов и исчезновением арктоальпийских форм. Стоит так же отметить, что массовое развитие типичных сообществ обрастателей, таких как: Staurosira venter, Tabellaria flocculosa свидетельствует об увеличении питательных веществ и зарослей макрофитов в озере. Палеоэкологические исследования диатомей озера Ванкавад (Ненецкий автономный округ) также показывает рост и доминирование числа створок Tabellaria flocculosa в верхних слоях колонки донных отложений (Sarmaja-Korjonen et al., 2003).

Полевые работы были выполнены при поддержке гранта РНФ (16-17-10118); лабораторная обработка образцов и анализ результатов выполнены в рамках проектов РФФИ (№18-05-00406, 18-05-60291).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данном сообщении.

Список литературы

1. Городничев Р.М., Колмогоров А.И., Пестрякова Л.А. Современный российско-немецкий проект по изучению водоемов северных экосистем (на примере бассейна реки Хатанга) // Науки о Земле: устойчивое развитие территорий – теория и практика: материалы Междунар. научно-практической конф. (Чебоксары, 21–23 июня 2012 г.) – Чебоксары, 2012. – С. 34–35.
2. Даувальтер В.А. Химический состав отложений пресноводных водоёмов Европейской Субарктики как показатель состояния водных ресурсов // Природопользование в Евро-Арктическом регионе: опыт ХХ века, перспективы и последствия. – Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2001. – С. 192–201.
3. Забелина М.М., Киселев И.А., Прошкина-Лавренко А.И., Шешукова В.С. Определитель пресноводных водорослей СССР. Вып.4. Диатомовые водоросли. – М.: Советская наука, 1951. – 619 с.
4. Киселев И.А. Особенности фитопланктона эстуариев наших северных рек // Труды II Всесоюзного гидрологического съезда. – Л., 1930. – С. 221–223.
5. Куликовский М.С., Глущенко А.М., Генкал С.И., Кузнецова И.В. Определитель диатомовых водорослей России. – Ярославль: Филигрань, 2016. – 804 с.
6. Новичкова А.А. Микроракообразные (Cladocera, Copepoda) внутренних водоемов арктических островов и закономерности их распределения в высоких широтах: дис. … канд. биол. наук. – М., 2015. – 172 с.
7. Новоселов А.П., Студенов И.И., Безумова А.Л., Булатова И.В., Боровской А.В., Лукин А.А. Состояние сиговых рыб Печорского бассейна в условиях многофакторной антропогенной нагрузки // Арктика: экология и экономика. 2012. №4(8). С. 26–35.
8. Полонский В.Ф., Остроумова Л.П., Лупачев Ю.В. Основные черты гидрологического режима устьевой области Печоры // Труды государственного океанографического института. 2007. №210. С. 265–284.
9. Черевичко А.В. Современное состояние зоопланктона и макрозообентоса низовий р. Печора (Ненецкий АО) // Вода: химия и экология. 2011. №9. С. 53–59.
10. Чудаев Д.А., Гололобова М.А. Диатомовые водоросли озера Глубокого (Московская область). – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2016. – 447 с.
11. Battarbee R.W. Diatom analysis // Berglund B.E. (ed.). Handbook of Holocene Palaeoecology and Palaeohydrology. – New York & London: J. Wiley, 1986. – P. 527–570.
12. Grimm E. Tilia software 2.0.2. Illinois State Museum Research and Collection Center. – Springfield, 2004.
13. Krammer K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae. Teil 1. Naviculaceae. Süsswasserflora von Mitteleuropa. Bd. 2/1. – Jena: Gustav Fischer Verlag, 1986. – 876S.
14. Lange-Bertalot H., Krammer K. Achnanthes, eine Monographie der Gattung mit Definition der Gatung Cocconeis // Bibliotheca Diatomologica. Band 18. – Berlin, Stuttgart: J. Cramer, 1989. – 393 S.
15. Lange-Bertalot H., Ulrich S. Contributions to the taxonomy of needle-shaped Fragilaria and Ulnaria species // Lauterbornia. 2014. V.78. P. 1–73.
16. Solovieva N., Jones V.J., Nazarova L., Brooks S.J., Birks H.J.B., Grytnes J.A., Appleby P.G., Kauppila T., Kondratenok B., Renberg I., Ponomarev V. Palaeolimnological evidence for recent climatic change in lakes from the northern Urals, arctic Russia // Journal of Paleolimnology. V.33(4). P.463–482. DOI: https://doi.org/10.1007/s10933-005-0811-3.
17. Sarmaja-Korjonen K., Kultti S., Solovieva N., Väliranta M. Mid-Holocene palaeoclimatic and palaeohydrological conditions in northeastern European Russia: a multi-proxy study of Lake Vankavad // Journal of Paleolimnology. 2003. V.30(4). P. 415–426. DOI: https://doi.org/10.1023/B:JOPL.0000007232.78172.97.

Статья поступила в редакцию 1.06.2019
Статья принята к публикации 21.07.2019

Об авторах

Зиннатова Эльвира Альбертовна – Elvira A. Zinnatova

младший научный сотрудник, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия (Kazan (Volga region) Federal University, Kazan, Russia), Институт геологии и нефтегазовых технологий, НИЛ «Палеоэкологии, палеоклиматологии, палеомагнетизма

Zinnatova.1994@mail.ru

Фролова Лариса Александровна – Larisa A. Frolova

кандидат биологических наук, доцент
ведущий научный сотрудник, зав. лабораторией, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия (Kazan (Volga region) Federal University, Kazan, Russia), Институт геологии и нефтегазовых технологий, НИЛ «Палеоэкологии, палеоклиматологии, палеомагнетизма

larissa.frolova@mail.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 420008, г. Казань, Кремлевская, 4/5, КФУ. Телефон (843) 292-72-88.

ССЫЛКА:

Зиннатова Э.А., Фролова Л.А. Диатомовые в донных отложениях термокарстового озера дельты реки Печоры // Вопросы современной альгологии. 2019. № 2 (20). С. 285–290. URL: http://algology.ru/1544

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-285-290

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Diatoms in bottom sediments of thermokarst lakes of the Pechora Delta

Elvira A. Zinnatova, Larisa A. Frolova

Kazan (Volga region) Federal University (Kazan, Russia)

The Northern lakes are good objects for paleoclimatic reconstructions. One of the sources of information about changes in the ecosystems of lakes are diatoms. The study of diatom complexes revealed 133 taxa belonging to 49 genera, 24 families, 13 orders and 3 classes in the bottom sediments of the thermokarst lake of the Pechora Delta. Dominated by the Holarctic representatives of benthic and fouling organisms giving preference to the alkaline environmental conditions.

Key words: diatoms algae; lake of the Pechora Delta; bottom sediments; climate change.

References

1. Battarbee R.W. Diatom analysis. In: Berglund B.E. (ed.). Handbook of Holocene Palaeoecology and Palaeohydrology. J. Wiley, New York & London, 1986. P.527–570.
2. Cherevichko A.V. Sovremennoe sostoyanie zooplanktona i makrozoobentosa nizoviy r. Pechora (Nenetskiy AO). [The current state of zooplankton and macrozoobenthos of the lower reaches of the Pechora River (Nenets Autonomous Okrug)]. Voda: khimiya i ekologiya. 2011. №9. P. 53–59. (In Russ.)
3. Chudaev D.A., Gololobova M.A. Diatomovye vodorosli ozera Glubokogo (Moskovskaya oblast') [Diatoms of Lake Glubokoe (Moscow region)]. Tovarishchestvo nauchnykh izdaniy KMK, Moscow, 2016. 447 p. (In Russ.)
4. Dauval'ter V.A. Khimicheskiy sostav otlozheniy presnovodnykh vodoеmov Yevropeyskoy Subarktiki kak pokazatel sostoyaniya vodnykh resursov [The chemical composition of deposits of freshwater bodies of the European Subarctic as an indicator of the state of water resources]. In: Prirodopolzovaniye v Yevro-Arkticheskom regione: opyt XX veka, perspektivy i posledstviya [Nature Management in the Euro-Arctic Region: Experience of the 20th Century, Prospects and Consequences]. Izdatelstvo KNTS RAN, Apatity, 2001. P. 192–201. (In Russ.).
5. Gorodnichev R.M., Kolmogorov A.I., Pestryakova L.A. Sovremennyy rossiysko-nemetskiy proekt po izucheniyu vodoyemov severnykh ekosistem (na primere basseyna reki Khatanga) [Russian-German project for the study of water bodies of northern ecosystems (using the Khatanga River Basin as an Example)]. Nauki o Zemle: ustoychivoye razvitiye territoriy – teoriya i praktika [Earth Sciences: Sustainable Development of Territories – Theory and Practice]: Proceedings of Intern. scientific and practical conf. (Cheboksary, 21–23 June 2012). Cheboksary, 2012. P. 34–35. (In Russ.)
6. Grimm E. Tilia software 2.0.2. Illinois State Museum Research and Collection Center. Springfield, 2004.
7. Krammer K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae. Teil 1. Naviculaceae. Süsswasserflora von Mitteleuropa. Bd. 2/1. Gustav Fischer Verlag, Jena, 1986. 876 S.
8. Kiselev I.A. Osobennosti fitoplanktona estuariyev nashikh severnykh rek [Features of phytoplankton estuaries of our northern rivers]. Trudy II Vsesoyuznogo gidrologicheskogo syezda. Leningrad, 1930. P. 221–223. (In Russ.)
9. Kulikovskiy M.S., Glushchenko A.M., Genkal S.I., Kuznetsova I.V. Identification book of diatoms from Russia. Filigran, Yaroslavl, 2016. 804 p. (In Russ.)
10. Lange-Bertalot H., Krammer K. Achnanthes, eine Monographie der Gattung mit Definition der Gatung Cocconeis. Bibliotheca Diatomologica. Band 18. J. Cramer, Berlin, Stuttgart, 1989. 393 S.
11. Lange-Bertalot H., Ulrich S. Contributions to the taxonomy of needle-shaped Fragilaria and Ulnaria species. Lauterbornia. 2014. V.78. P. 1–73.
12. Novichkova A.A. Mikrorakoobraznye (Cladocera, Copepoda) vnutrennikh vodoemov arkticheskikh ostrovov i zakonomernosti ikh raspredeleniya v vysokikh shirotakh [Microcrustaceans (Cladocera, Copepoda) of the inland waters of the arctic islands and patterns of their distribution in high latitudes]: PhD Thesis. Moscow, 2015. 172 p. (In Russ.)
13. Novoselov A.P., Studenov I.I., Bezumova A.L., Bulatova I.V., Borovskoy A.V., Lukin A.A. Sostoyanie sigovykh ryb Pechorskogo basseyna v usloviyakh mnogofaktornoy antropogennoy nagruzki [The state of whitefish in the Pechora basin under conditions of multifactorial anthropogenic pressure ]. Arktika: ekologiya i ekonomika. 2012. №4(8). P. 26–35. (In Russ.)
14. Polonskiy V.F., Ostroumova L.P., Lupachev Yu.V. Osnovnye cherty gidrologicheskogo rezhima ustyevoy oblasti Pechory [The main features of the hydrological regime of the mouth area of the Pechora]. Trudy gosudarstvennogo okeanograficheskogo instituta. 2007. №210. P. 265–284. (In Russ.)
15. Sarmaja-Korjonen K., Kultti S., Solovieva N., Väliranta M. Mid-Holocene palaeoclimatic and palaeohydrological conditions in northeastern European Russia: a multi-proxy study of Lake Vankavad. Journal of Paleolimnology. 2003. V.30(4). P. 415–426. DOI: https://doi.org/10.1023/B:JOPL.0000007232.78172.97.
16. Solovieva N., Jones V.J., Nazarova L., Brooks S.J., Birks H.J.B., Grytnes J.A., Appleby P.G., Kauppila T., Kondratenok B., Renberg I., Ponomarev V. Palaeolimnological evidence for recent climatic change in lakes from the northern Urals, arctic Russia. Journal of Paleolimnology. V.33(4). P. 463–482. DOI: https://doi.org/10.1007/s10933-005-0811-3.
17. Zabelina M.M., Kiselev I.A., Proshkina-Lavrenko A.I., Sheshukova V.S. Opredelitel presnovodnykh vodorosley SSSR. Vyp.4. Diatomovye vodorosli [Identification book of freshwater algae of the USSR. Iss. 4. Diatoms]. Sovetskaya nauka, Moscow, 1951. 619 p. (In Russ.)

Authors

Zinnatova Elvira A.

Kazan (Volga region) Federal University, Kazan, Russia

Zinnatova.1994@mail.ru

Frolova Larisa A.

Kazan (Volga region) Federal University, Kazan, Russia

larissa.frolova@mail.ru

ARTICLE LINK:

Zinnatova E.A., Frolova L.A. Diatoms in bottom sediments of thermokarst lakes of the Pechora Delta. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2019. № 2 (20). P. 285–290. URL: http://algology.ru/1544

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-285-290

When reprinting a link to the site is required

Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно. 
Адрес - info@algology.ru

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147