|
 |
|
по Материалам XVI Международной научной конференции диатомологов «Диатомовые водоросли: морфология, систематика, флористика, экология, палеогеография, биостратиграфия», посвященной 90-летию со дня рождения З.И. Глезер 19 - 24 августа 2019 г. Особенности состава и вертикального распределения центрических диатомовых водорослей озера Ключик (Нижегородская область)
Охапкин А.Г.1, Воденеева Е.Л.1, Генкал С.И.2, Кулизин П.В.1, Alexander G. Okhapkin, Ekaterina L. Vodeneeva, Sergei I. Genkal,
1Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Институт биологии и биомедицины (Нижний Новгород, Россия)
УДК 574.58
Приводятся сведения о составе и развитии фитопланктона уникального высокоминерализованного оз. Ключик (Нижегородская область), имеющего выраженный экотон по гидрохимическим показателям. Выявлено преобладание диатомовых водорослей, доминирующих по числу видов (46% общего видового состава) и показателям обилия. Вертикальное распределение показателей развития водорослей наиболее неоднородным было в зоне экотона, где отмечалось массовое развитие в придонных слоях центрической диатомеи Cyclotella distinguenda Hustedt с уникально высокими величинами численности (несколько десятков млн кл./л) и биомассы (более 130 г/м3). Ключевые слова: диатомовые водоросли; Cyclotella distinguenda; высокоминерализованные озера; Среднее Поволжье.
Изучение биологического разнообразия водных экосистем является актуальным направлением современных гидробиологических исследований, способствующих поддержанию и охране генофонда гидробионтов континентальных водоемов в условиях активного антропогенного влияния и глобальных изменений климата. Особую значимость такие исследования приобретают на природных охраняемых территориях, которые являются прототипами исходных биогеоценозов и несут глобальную функцию сохранения биогеохимических взаимосвязей между биотической и абиотической составляющей водоемов. Среди озер карстового типа особый интерес для гидробиологических исследований представляют уникальные в гидрологическом и бальнеологическом отношении солоноватоводные озера (Уникальные…, 2001), изучение которых позволяет пополнить сведения по структурным и функциональным характеристикам гидробионтов в условиях сочетания разных факторов и их градиентов, в том числе в условиях экотонного эффекта. В пределах Нижегородской области (Среднее Поволжье) к таким водоемам относится оз. Ключик (Доскинское Святое), расположенное в Павловском районе. Озеро является природно-историческим памятником природы, является уникальным в плане источника питания (в питании озера принимает участие подземная река Суринь) (Козлов и др., 2017) и наличия четкого экотона по гидрохимическогому градиенту: западная часть акватории озера является сульфатной, а восточная – гидрокарбонатной. Целью настоящей работы стало выявление особенностей состава, пространственного и вертикального распределения центрических диатомовых водорослей оз. Ключик. Материалом для работы послужили интегральные пробы фитопланктона, собранные с водоема в летний сезон 2017 г. Отбор проб проводился на пяти станциях, выбранных с учетом гидрохимических особенностей озера (ст. 1, 2 — в сульфатной части озера, ст. 3 — в зоне экотона, ст. 4, 5 — гидрокарбонатная часть). На станциях 1, 3, 5 отбор проб также проводился по горизонтам от поверхности до дна через каждый метр. Всего в альгофлоре оз. Ключик отмечено 133 видовых и внутривидовых таксонов водорослей, а также таксонов, определенных до рода, которые относились к 9 отделам. В сложении общего видового богатства ведущая роль принадлежала диатомовым водорослям (Bacillariophyta), которые формировали 46% общего видового списка. Другие систематические группы были представлены беднее: Chlorophyta (24%), Chrysophyta (11%), Cyanobacteria (8%); Xanthophyta, Raphidophyta, Euglenophyta, Cryptophyta и Dinophyta (каждый менее 3%). Удельное видовое богатство по станциям варьировало от 4 до 30 видовых и внутривидовых таксонов в пробе и было максимальным на станции 3 (в зоне экотона). Центрические диатомовые водоросли в общем списке были представлены 12 видовыми таксонами (9% общего списка). Среди них установлено 4 вида рода Stephanodiscus (S. hantzschii Grunow, S. minutulus (Kützing) Cleve et Möller, S. neoastraea (Håkansson et Hickel) emend Casper, Scheffler et Augsten, S. triporus Genkal et Kuzmin), по 2 вида рода Cyclotella и Aulacoseira (C. distinguenda Hustedt, C. meneghiniana Kützing, A. subarctica (O. Müller) Haworth, A. granulata (Ehrenberg) Simonsen), а также Handmannia compta (Ehrenberg) Kociolek et Khursevich, Discostella pseudostelligera (Hustedt) Houk et Klee, Melosira varians Agardh и Actinocyclus normanii (Gregory ex Greville) Hustedt. Пространственное распределение водорослей в озере было неоднородным, однако за период исследования варьирование показателей развития в интегральных пробах на отдельных станциях менялось незначительно. Так, разброс значений численности и биомассы фитопланктона в течение летнего сезона на станциях 1 и 2, расположенных в сульфатной части озера, составлял 0,16–0,41 млн кл./л; 0,71–1,25 г/м3 и 1,46–7,77 млн кл./л; 5,21–23,14 г/м3 соответственно. В гидрокарбонатной части варьирование показателей количественного развития фитопланктона было в пределах от 1,36 до 2,72 млн кл./л и от 7,51 до 9,17 г/м3 (ст. 4); от 0,44 до 2,71 млн кл./л и от 2,41 до 12,46 г/м3 (ст. 5). Самыми высокими показатели обилия фитопланктона оказались зоне экотона (ст. 3), где биомасса в интегральных пробах достигала до 40–200 г/м3, превышая таковые показатели на других станциях до 20‑30 раз. Основными доминантами (как по численности, так и по биомассе) в летних альгоценозах оз. Ключик выступали диатомовые водоросли, среди которых общими для всех станций была центрическая диатомея Cyclotella distinguenda. В перечне доминирующих видов (их биомасса составляла более 10% от общих показателей) в сульфатной части озера отмечали и другие диатомовые (Melosira varians, Navicula radiosa Kützing, виды рода Pinnularia), а также рафидофитовые водоросли (Vacuolaria cf. virescens Cienkowski). В зоне экотона, как правило, формировались олигодоминантные комплексы с доминирование C. distinguenda при сопутствии представителей бентоса — N. radiosa, видов рода Pinnularia. В альгоценозах гидрокарбонатной части водоема по-прежнему происходило превалирование центрических диатомовых водорослей с ярко выраженной доминирующей ролью C. distinguenda. В группе пеннатных диатомовых, наряду с видами рода Pinnularia, также отмечены представители родов Ulnaria и Nitzschia. Среди других групп водорослей заметных значений численности (до 20%) достигали золотистые водоросли (виды рода Dinobryon), по биомассе (40%) – динофлагелляты (Ceratium hirundinella (O. Müller) Dujardin). Вертикальное распределение фитопланктона в сульфатной части озера показало преобладание представителей Bacillariophyta на всех горизонтах, доля этих водорослей в общих показателях составляла 60‑100%. Общая биомасса на ст. 1 в июле варьировала от 0,05 до 1,36 г/м3, в августе — от 0,01 до 1,52 г/м3. Основу альгоценозов до глубины 6–7 метров создавала C. distinguenda (до 88%), а на самых нижних горизонтах (8‑9 м) — M. varians (с долей в общей биомассе до 72%) и Meridion circulare (Greville) Agardh (до 18%), при этом вклад C. distinguenda снижался до 6‑17%. В гидрокарбонатной части вертикальное распределение фитопланктона оказалось более сложным. Роль диатомовых водорослей здесь была заметно ниже, составляя 2‑40% и 3‑50% общих показателей численности и биомассы соответственно. В отдельные сроки (июль) на глубоководных горизонтах доля этих водорослей могла достигать 82% суммарных показателей биомассы. Среди основных доминантов – C. distinguenda, но с меньшими показателями обилия. Более заметными в этой части акватории озера оказались различные жгутиковые формы водорослей — динофитовые (C. hirundinella, Peridinium cinctum Ehrenberg), в августе также криптофитовые, максимальное развитие которых было приурочено к поверхностным горизонтам. В распределение динофлагеллят определенной зависимости отмечено не было, присутствие этих водорослей было зарегистрировано на всех горизонтах, их доля в биомассе менялась от 14 до 89% в июле и от 6 до 72% в августе. В зоне экотона, характеризующейся самыми низкими глубинами, вертикальное распределение растительного планктона оказалось крайне неоднородным. В поверхностных горизонтах по численности преобладали диатомовые водоросли, по биомассе — динофлагелляты, общие величины биомассы достигали 2,9‑3,6 г/м3. Начиная с 0,5 м, отмечалось возрастание общих показателей развития водорослей и вклада диатомовых водорослей в их сложении. Максимальные значения были зарегистрированы на глубине 2 м, составляя 29 млн кл./л и 63 г/м3 в июле и 65 млн кл./л и 130 г/м3 в августе, при этом отмечалось полное господство (99–100%) диатомовых водорослей и массовое развитие C. distinguenda. В исследованной популяции C. distinguenda встречались только одиночные клетки, диаметр створки которых варьировал от 11,4 до 40 мкм, что превышает опубликованные данные по этому виду. Морфология створки в целом совпадала с данными литературных источников (число штрихов в 10 мкм — от 11 до 16, краевые выросты с 3 опорами располагались на каждом 6-ом интерштрихе, имелся один двугубый вырост), лишь в исследованной популяции отмечено более редкое расположение краевых выростов. Интересным можно отметить обнаружение в исследуемом материале большого количества инициальных створок (преимущественно в нижних горизонтах), размеры которых оказались бóльшего диаметра (34‑40 мкм) по сравнению с литературными данными. В целом можно отметить, что высокая прозрачность (до 8 м в западной части озера) и благоприятные световые условия способствуют активной вегетации растительного планктона и развитию диатомового «цветения» в придонных слоях водных масс в зоне экотона, отмеченные в ней величины биомассы водорослей являются уникально высокими для водоемов бассейна Волги.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данном сообщении.
Список литературы
Статья поступила в редакцию 1.06.2019
Об авторах Охапкин Александр Геннадьевич – Alexander G. Okhapkin доктор биологических наук, профессор okhapkin@bio.unn.ru Воденеева Екатерина Леонидовна – Ekaterina L. Vodeneeva кандидат биологических наук vodeneeva@mail.ru Генкал Сергей Иванович – Sergei I. Genkal доктор биологических наук, профессор genkal@ibiw.yaroslavl.ru Кулизин Павел Владимирович – Pavel V. Kulizin аспирант, Нижегородский государственный университет имени Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия (Lobachevsky University, Institute of biology and biomedicine, Nizhny Novgorod, Russia), Институт биологии и биомедицины, кафедра ботаники и зоологии kulizinpavel@yandex.ru Скамейкина Кристина Олеговна – Kristina О. Skameykina инженер по лесопользованию, ГБУ НО «Государственный лесной реестр Нижегородской области», г. Павлово, Нижегородская обл., Россия (SBI «State Forest Register Nizhny Novgorod region», Pavlovo, Russia) pavrailes@yandex.ru Корреспондентский адрес: 603950, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, ННГУ им. Лобачевского. Телефон (831)462-32-03
ССЫЛКА: Охапкин А.Г., Воденеева Е.Л., Генкал С.И., Кулизин П.В., Скамейкина К.О. Особенности состава и вертикального распределения центрических диатомовых водорослей озера Ключик (Нижегородская область) // Вопросы современной альгологии. 2019. № 2 (20). С. 45–49. URL: http://algology.ru/1492 DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-55-59
При перепечатке ссылка на сайт обязательна
Peculiarities of composition and vertical distribution of centric diatoms in the Klyuchik Lake (Nizhny Novgorod Region) Alexander G. Okhapkin1, Ekaterina L. Vodeneeva1, Sergei I. Genkal2, Pavel V. Kulizin1, Kristina О. Skameykina3 1Lobachevsky University, Institute of biology and biomedicine (Nizhny Novgorod, Russia)
The composition and development of phytoplankton of highly mineralized Lake Klyuchik (Nizhny Novgorod Region) were considered. The lake is unique of having a distinct ecotone on hydrochemical parameters. The prevalence of diatom algae, which are dominant in the number of species (46% of the total species composition) and abundance indices, was revealed. The vertical distribution of algae development was the most heterogeneous in the ecotone zone. In the bottom layers of the ecotone there was a mass development of the centric diatom Cyclotella distinguenda Hustedt with uniquely high abundance (several ten million cells/l) and biomass (more than 130 g/m3). Key words: diatoms; Cyclotella distinguenda; highly mineralized lake; Middle Volga.
References
Authors Okhapkin Alexander G. Lobachevsky University, Institute of biology and biomedicine, Nizhny Novgorod, Russia okhapkin@bio.unn.ru Vodeneeva Ekaterina L. ORCID – http://orcid.org/0000-0002-9998-4809 Lobachevsky University, Institute of biology and biomedicine, Nizhny Novgorod, Russia vodeneeva@mail.ru Genkal Sergei I. Papanin Institute for Biology of Inland Waters of RAS, Borok, Russia genkal@ibiw.yaroslavl.ru Kulizin Pavel V. Lobachevsky University, Institute of biology and biomedicine, Nizhny Novgorod, Russia kulizinpavel@yandex.ru Skameykina Kristina О. SBI «State Forest Register Nizhny Novgorod region», Pavlovo, Russia pavrailes@yandex.ru
ARTICLE LINK: Okhapkin А.G., Vodeneeva Е.L., Genkal S.I., Kulizin P.V., Skameykina K.О. Peculiarities of composition and vertical distribution of centric diatoms in the Klyuchik Lake (Nizhny Novgorod Region). Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2019. № 2 (20). P. 55–59. URL: http://algology.ru/1492 DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-55-59 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.
На ГЛАВНУЮ
|
|
|
 | | ||
|
| ||