Корнева Л.Г.

Ludmila G. Korneva

Институт биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН (Борок, Россия)

УДК 582.26

На основании многолетних исследований фитопланктона водохранилищ волжского бассейна, начиная с 1950-х годов по настоящее время, представлены основные закономерности пространственно- временных изменений эколого-флористических и ценотических показателей диатомовых водорослей. Установлена связь видового богатства диатомей с морфометрией водоемов. Показано, что в условиях роста трофии вод и изменения климата на фоне увеличения разнообразия диатомей за счет чужеродных вселенцев, их биомасса начала снижаться. Весенний пик диатомей стал ниже летнего цианобактерий. Многолетнее варьирование биомассы диатомей было значительно сопряжено с изменением гидрометеорологических параметров. В структуре их доминирующих комплексов наблюдалось увеличение обилия лимнофильных видов, толерантных к высокому содержанию легкоусваяемого органического вещества и солей. Установлено влияние зональности на распределение эколого- флористических групп диатомей по продольному профилю водохранилищ.

Ключевые слова: фитопланктон; диатомовые водоросли; водохранилища волжского бассейна

Диатомовые водоросли – важнейший компонент планктонных сообществ континентальных водоемов. В водохранилищах волжского бассейна их видовое богатство составляет в среднем 28% от общего числа таксонов рангом ниже рода, обнаруженных в водоемах, уступая только зеленым водорослям (35%). Диатомовые доминируют в составе планктонных альгоценозов по биомассе круглогодично в ходе сезонного развития фитопланктона (Корнева, 2015).

Цель исследования – оценить динамику и распределение различных эколого- ценотических показателей диатомовых водорослей планктона водохранилищ волжского бассейна.

Крупнейшая река в Европе – Волга протяженностью 3530 км представляет цепочку водохранилищ, расположенных в различных географических зонах: лесной, степной, полупустыни, соединенных стоком и каналами с бассейнами Каспийского и Балтийского морей. На севере с ними соединяется Шекснинское водохранилище. Водохранилища различаются по возрасту, морфометрии, гидрохимическим и гидрологическим параметрам, а также трофии вод. Минерализация воды (общая сумма ионов) увеличивается в сторону от Верхней (с севера) к Нижней Волге (на юг), что определяется географической зональностью.

Флористический анализ показал, что относительное число диатомовых водорослей увеличивалось в направлении от Верхней (26%), Средней (29%) к Нижней Волге (33%). Статистический анализ связи между богатством видов диатомей и различными морфометрическими, гидрологическими, гидрохимическими и биопродукционными характеристиками водохранилищ представил достоверную положительную связь богатства флор с морфометрическими показателями водоемов: площадью водоемов, площадью мелководий и морфометрическим коэффициентом (соотношение площади и средней глубины водоема). Наибольшее число диатомовых обнаружено в самых крупных водохранилищах: Куйбышевском, Шекснинском и Рыбинском. Во всех водохранилищах встречено 59 общих видов диатомей, что соответствовало 8% от их суммарного числа. Кластеризация водохранилищ по составу диатомовых показала, что наибольшим своеобразием водорослей отличались Куйбышевское, принимающее сток камских вод, и самое северное – Шекснинское водохранилище. Наибольшее сходство флор обнаружилось у рядом расположенных водохранилищ Нижней Волги (Саратовского и Волгоградского) и Верхней Волги (Иваньковского и Угличского). Водохранилища Верхней и Средней Волги образовывали отдельный кластер от нижневолжских. Родовой коэффициент (число видов/число родов), независимый от площади исследования показатель систематического разнообразия, значительно варьировал в водохранилищах (3,6–7,8) и положительно коррелировал с числом видов (r = 0,98), увеличиваясь в направлении от Верхней к Нижней Волги о мере роста видового богатства диатомей. Соотношение центрических и пеннатных диатомовых снижалось от Верхней (0,18) → Средней (0,16) → к Нижней Волге (0,15), а таковое бесшовных пеннатных и центрических: 1,65 → 1,17 → 1,15, соответственно. Это обусловлено постепенным увеличением числа видов из порядка Thalassiosirales с севера на юг по мере роста минерализации воды (r = 0,76).

Географическая зональность в распределении диатомовых водорослей от Верхней к Нижней Волги проявлялась в постепенном увеличении относительного числа бентосных видов, мезогалобов, и снижении числа планктонных видов, галофобов и ацидофилов, что связано с увеличением в водохранилищах Нижней Волги, расположенной в аридной зоне, скорости течения, минерализации и снижением боковой приточности.

В направлении от Верхней к Нижней Волге численность лимнопланктонных видов Stephanodiscus binderanus (Kützing) Krieger и S. hantzchii Grunow снижалась в отличие от днепровских водохранилищ, где численность S. binderanus возрастала вверх по течению реки, что, по мнению А.Д. Приймаченко (Приймаченко, 1973), связано с последовательностью наполнения днепровских водохранилищ, которое осуществлялось снизу вверх. Число доминирующих по биомассе видов диатомовых в волжских водохранилищах снижалось также вниз по течению с 21 до 9.

Волго-Балтийский «коридор» создал условия беспрепятственного перемещения различных чужеродных видов – вселенцев диатомовых водорослей с юга на север и наоборот (Slynko et al., 2002). В расселении чужеродных диатомовых в Волге выделено два периода: начало 1960-х и середина 1980-х годов ХХ в. Первый период, совпадавший с завершением основного гидростроительства на Волге, характеризовался появлением и натурализацией понто-каспийских видов: Skeletonema subsalsum (A. Cl.) Bethge и Thalassiosira incerta Makar.. Второй, совпадавший с очередной трансгрессией уровня Капийского моря, характеризовался появлением и натурализацией Actinocyclus normanii (Greg.) Hust. и увеличением числа новых видов из рода Thalassiosira (Korneva, 2014). Оба периода соответствовали многоводной фазе колебаний общей увлажненности бассейна Волги и снижению видового богатства фитопланктона и числа доминирующих таксонов, что способствовало освобождению новых экологических пространств.

В условиях роста трофии вод и изменения климата анализ многолетней сукцессии (1953–2014 гг.) фитопланктона Рыбинского водохранилища, второго по размеру в каскаде водохранилищ Волги показал, что на фоне цикличности суммарной биомассы фитопланктона, сходной с колебанием северо-атлантической осцилляции, средняя пропорция биомассы диатомовых водорослей в общей биомассе фитопланктона постепенно снижалась с 1954–1989 гг. (68%) по 1999–2014 гг. (24%) (Корнева, 2015; Корнева и др., 2018). Внутрисезонный максимум биомассы фитопланктона Рыбинского водохранилища, обусловленный летним развитием цианобактерий, стал превышать весенний пик диатомей. При увеличении отрицательных отклонений биомассы водорослей от ее среднемноголетней величины в последующие 2015–2017 гг. пропорция диатомей вновь увеличивалась до 79%. Многолетнее варьирование биомассы диатомей было значительно сопряжено с изменением гидрометеорологических параметров. В структуре их доминирующих комплексов наблюдалось увеличение обилия лимнофильных видов, толерантных к высокому содержанию легкоусваяемого органического вещества и солей. С концентрацией хлорофилла «а» в воде, основным показателем трофии вод, установлена положительная связь биомассы Stephanodiscus hantzschii (r = 0,61). Суммарная же биомасса диатомей была отрицательно скоррелирована с некоторыми гидрометеорологическими показателями: уровнем воды (R2 = -0,51), коэффициентом водообмена (R2 = -0,42) и скоростью ветра (R2 = -0,46).

Работа выполнена в рамках государственного задания № 121051100099-5.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

Список литературы

1. Корнева Л.Г. Фитопланктон водохранилищ бассейна Волги. – Кострома: Костромской печатный дом, 2015. – 284 с. https://ibiw.ru/index.php?p=publ&id=182
2. Корнева Л.Г., Соловьева В.В., Митропольская И.В Фитопланктон пелагиали // Структура и функционирование экосистемы Рыбинского водохранилища в начале XXI века. – М.: Изд-во РАН, 2018. – С. 110–123. https://ibiw.ru/index.php?p=publ&id=307
3. Приймаченко А.Д. Роль водохранилищ в географическом распространении планктонных водорослей // Гидробиологический журнал. 1973. Т. 9. № 5. С. 57–61.
4. Korneva L.G. Invasions of Alien Species of Planktonic Microalgae into the Fresh Waters of Holarctic (Review) // Russian Journal of Biological Invasions. 2014. V.5. №2. Р. 65–81. DOI: 10.1134/S2075111714020052
5. Slynko Yu. V., Korneva L.G., Rivier I.K., Papchenkov V.G., Scherbina G.H., Orlova M.I., Therriault T.W. The Caspian – Volga – Baltic Invasion Corridor // Eds. Erkki Leppakoski, Stephan Gollasch, Sergej Olenin. Invasive aquatic species of Europe. Distributions, impacts and management. – Kluwer Acad. Pub.: Dordrecht, Boston, London, 2002. – P. 399–411. DOI: 10.1007/978-94-015-9956-6_40

Статья поступила в редакцию 25.06.2023
Статья принята к публикации 15.08.2023

Об авторе

Корнева Людмила Генриховна – Ludmila G. Korneva

доктор биологических наук
доцент, зав. лабораторией альгологии, Институт биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН, Борок, Россия (Papanin Institute for Biology of Inland Waters RAS, Borok, Russia)

korneva@ibiw.ru

Корреспондентский адрес: 152742, Ярославская обл., Некоузский р-н, п. Борок, 109, ИБВВ РАН. Телефон: (48547)24-348

ССЫЛКА НА СТАТЬЮ:

Корнева Л.Г. Диатомовые водоросли крупных равнинных водохранилищ волжского бассейна: эколого-ценотические аспекты // Вопросы современной альгологии (Issues of modern algology). 2023. № 2 (32). С. 159–161. URL: http://algology.ru/2078

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-159-161

EDN – MVUFAY

При перепечатке ссылка на сайт обязательнаС

Diatoms of large flat reservoirs of the Volga River basin:
ecological and cenotic aspects

Ludmila G. Korneva

Papanin Institute for Biology of Inland Waters RAS (Borok, Russia)

Based on long-term studies of phytoplankton of the Volga River basin reservoirs, from the 1950s to the present, the main patterns of spatio-temporal changes in the ecological-floristic and coenotic parameters of diatoms are presented. A correlation was established between the species richness of diatoms and the morphometry of reservoirs. It is shown that under conditions of increasing trophy of reservoirs and climate change against the background of an increase in the diversity of diatoms due to alien invaders, their biomass began to decrease. The spring peak of diatoms became lower than the summer peak of cyanobacteria. The long-term variation of diatoms biomass was significantly associated with changes in hydrometeorological parameters. Between dominant species an increase of limnophilic species abundance tolerant to a high content of organic matter and salts was observed. The influence of zoning on the distribution of ecological and floristic groups of diatoms along the longitudinal profile of reservoirs has been established.

Key words: phytoplankton; diatoms; reservoirs of the Volga River basin

References

1. Korneva L.G. Fitoplankton vodohranilishch bassejna Volgi [Phytoplankton of reservoirs in the Volga basin]. Kostromskoj pechatnyj dom, Kostroma, 2015. 284 p. https://ibiw.ru/index.php?p=publ&id=182 (In Russ.)
2. Korneva L.G. Invasions of Alien Species of Planktonic Microalgae into the Fresh Waters of Holarctic (Review). Russian Journal of Biological Invasions. 2014. V.5. №2. Р. 65–81. DOI: 10.1134/S2075111714020052
3. Korneva L.G., Solov'eva V.V., Mitropol'skaya I.V Fitoplankton pelagiali [Phytoplankton of pelagiales]. In: Struktura i funkcionirovanie ekosistemy Rybinskogo vodohranilishcha v nachale XXI veka [The structure and functioning of the ecosystem of the Rybinsk reservoir at the beginning of the XXI century]. Izd-vo RAN, Moscow, 2018. P. 110–123. https://ibiw.ru/index.php?p=publ&id=307 (In Russ.)
4. Prijmachenko A.D. Rol' vodohranilishch v geograficheskom rasprostranenii planktonnyh vodoroslej [The role of reservoirs in the geographical distribution of planktonic algae]. Gidrobiologicheskij zhurnal. 1973. T. 9. № 5. P. 57–61. (In Russ.)
5. Slynko Yu. V., Korneva L.G., Rivier I.K., Papchenkov V.G., Scherbina G.H., Orlova M.I., Therriault T.W. The Caspian – Volga – Baltic Invasion Corridor. In: Erkki Leppakoski, Stephan Gollasch, Sergej Olenin (Eds.). Invasive aquatic species of Europe. Distributions, impacts and management. Kluwer Acad. Pub., Dordrecht, Boston, London, 2002. P. 399–411. DOI: 10.1007/978-94-015-9956-6_40

Author

Korneva Ludmila G.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-7317-0460

Papanin Institute for Biology of Inland Waters RAS, Borok, Russia

korneva@ibiw.ru

ARTICLE LINK:

Korneva L.G. Diatoms of large flat reservoirs of the Volga River basin: ecological and cenotic aspects. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2023. № 2 (32). P. 159–161. URL: http://algology.ru/2078

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-159-161

EDN – MVUFAY

When reprinting a link to the site is required

Dear colleagues! If you want to receive the version of the article in PDF format, write to the editor, please and we send it to you with pleasure for free. 
Address - info@algology.ru

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ И КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147