по Материалам XVIII Международной научной конференции диатомологов «Диатомовые водоросли: морфология, биология, систематика, экология, флористика, палеогеография, биостратиграфия», посвящённой памяти выдающихся российских диатомологов Н.И. Стрельниковой и Л.Я. Каган (28.08.2023 - 03.09.2023) Диатомовый анализ донных отложений тундрового озера бассейна реки Еркута (полуостров Ямал, Россия)
Валиева Э.А., Фролова Л.А., Нигматуллин Н.М., Глушко П.А. Elvira A. Valieva, Larisa A. Frolova, Niyaz M. Nigmatullin, Polina A. Glushko
Казанский (Приволжский) федеральный университет (Казань, Россия)
УДК 561.26
В данной работе представлены результаты диатомового анализа колонки донных отложений безымянного озера под условным названием 21-Ya-02 (68˚09′90.3′′ с.ш.; 068˚57′61.0′′ в.д., полуостров Ямал). Возраст отобранной колонки длиной 67 см составил 6200 кал. лет. В составе донных отложений было идентифицировано 118 таксонов диатомовых водорослей, принадлежащих к 38 родам. Наиболее высокое таксономическое богатство отмечено для рода Eunotia (21 таксон). По числу створок диатомовых в донных отложениях исследованной колонки озера доминировал ацидофильный таксон Tabellaria flocculosa (Roth) Kutzing. Диатомовый анализ донных отложений исследуемого озера позволил выделить основные этапы эволюции водоема в среднем и позднем голоцене. В период ~6200–5100 кал.л.н. в озере 21-Ya-02 доминировали ацидофильные таксоны Eunotia triodon, Tabellaria flocculosa, предпочитающие мелководные участки водоемов с низкой минерализацией. Далее во временном промежутке ~5100–3600 кал.л.н. отмечен переход к доминированию планктонных алкалифильных таксонов, предположительно отражая уменьшение ацидофикации в водоеме. ~3600–700 кал.л.н. в донных отложениях наблюдалось абсолютное доминирование планктонных диатомовых водорослей, практически исчезли ацидофильные таксоны, что может указывать на смену слабокислых условий водной среды на слабощелочные в результате смены экологических и климатических условий. Однако около 700 лет назад снова увеличилось значение ацидофильных и холодноводных таксонов, что возможно отражает увеличение площадей мелководий и заболоченных участков на территории водоема при ухудшении климатических условий. Ключевые слова: диатомовые водоросли; донные отложения; озеро; изменение климата; полуостров Ямал
Исследование диатомовых комплексов озерных донных отложений является общепризнанным и важным методом реконструкций экологических и климатических событий в водоемах (Давыдова, 1985; Таций и др., 2020). Донные отложения арктических озер, не подверженных прямым антропогенным нагрузкам, в свою очередь, являются палеоклиматическими и палеогеохимическими архивами, которые содержат информацию о биогеохимических процессах, как в самом водоеме, так и на водосборе (Давыдова и др., 1988; Valieva et.al, 2020; Nazarova et.al., 2021). Целью исследования колонки донных отложений озера 21-Ya-02 являлось изучение таксономического состава диатомовых водорослей с применением палеоэкологических методов и последующей реконструкцией изменений условий водоема в периоды среднего и позднего голоцена. Озеро 21-Ya-02 (68˚09′90.3′′ с.ш.; 068˚57′61.0′′ в.д.) находится на территории полуострова Ямал в бассейне реки Еркута, в труднодоступном регионе севера России. Озеро небольшое, округлой формы, площадь озера составляет 0,02 км2, максимальная глубина – 5,1 м, глубина в месте отбора колонки составила – 4,3 м. Колонка донных отложений 21-Ya-02 B (68˚09′89.7′′с.ш., 068˚57′60.2′′в.д.) была отобрана с использованием пробоотборника Gravity Corer Uwitec (Австрия) в рамках летней научно-исследовательской экспедиции НИЛ «Палеоклиматологии, палеоэкологии и палеомагнетизма» КФУ в июле 2021 года. Абсолютное датирование отложений было проведено радиоуглеродным методом в Лаборатории NTUAMS (национальный Тайваньский университет). Возраст колонки длиной 67 см составил 6200 лет. Пробоподготовка образцов донных отложений на диатомовый анализ проводилась с использованием стандартного метода с некоторыми изменениями (Battarbee, 2000). Для изготовления постоянных препаратов использовалась высокопреломляющая смола Naphrax (коэффициент преломления 1,73). Подсчет и определение створок проводились по параллельным трансектам 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 посредством фотокамеры Axio Cam MRc5. Диатомовая диаграмма была создана с помощью программы Тилиа (версия 2.0.41) (Grimm, 2004). Таксономическая идентификация проводилась с использованием отечественных и зарубежных определителей, систематических сводок и статей (Забелина и др., 1951; Krammer, Lange-Bertalot, 1988, 1991; Lange-Bertalot, Ulrich, 2014; Чудаев, Гололобова, 2016, Куликовский и др., 2016, Horst Lange-Bertalot, 2017). В результате проведенных исследований в донных отложениях озера 21-Ya-02 идентифицировано 118 таксонов диатомовых водорослей, принадлежащих к 38 родам. А именно отмечено таксонов по родам: Eunotia – 21 таксон, Pinnularia (13), Stauroneis (6), Encyonema (6), Neidium (5), Gomphonema (5), Psammothidium (5), Aulacoseira (4), Pseudostaurosira (4), Staurosira (4), Achnanthidium (3), Cymbopleura (3), Fragilaria (3), Brachysira (2), Caloneis (2), Cavinula (2), Diploneis (2), Fragilariforma (2), Frustulia (2), Platessa (2), Sellaphora (2), Surirella (2), Tabellaria (2), Amphora (2), Asterionella (1), Cocconeis (1), Cymbella (1), Ellerbeckia (1), Hantzschia (1), Navicula (1), Nitzschia (1), Placoneis (1), Planothidium (1), Stauroforma (1), Staurosirella (1), Tabularia (1), Tetracyclus (1), Ulnaria (1). Наиболее высокое таксономическое богатство отмечено для рода Eunotia (21 таксон). Представители рода исключительно пресноводные организмы, преимущественно обитающие в дистрофных и олиготрофных экосистемах. Большинство встреченных видов данного рода предпочитают водоемы, богатые гуминовыми кислотами: стоячие воды торфяников и сфагновых болот. Таксоны рода Eunotia распространены всесветно (Куликовский и др., 2016; Kulikovskiy et al., 2021). В количественном отношении доминирует ацидофильная планктонно-бентосная Tabellaria flocculosa (Roth) Kutzing, предпочитающая олиготрофные и мезотрофные водоемы. С помощью кластерного анализа на основе изменений в таксономическом составе, в колонке донных отложений было выделено 4 диатомовых зоны. Зона ДЗ-I (67–57 см.; ~6200–5100 кал.л.н.). Число таксонов в нижней части колонки донных отложений менялось от 15 до 18. Данная диатомовая зона характеризовалась низким видовым разнообразием и количеством диатомовых таксонов. В составе диатомовых комплексов по численности преобладали эпифиты Tabellaria flocculosa (Roth) Kutzing (34,09%), Eunotia triodon Ehrenberg, предпочитающие ацидные условия местообитания и в обилии развивающиеся в условиях с низким содержанием питательных веществ. Субдоминантное положение занимали представители ацидофильного рода Eunotia, а именно виды: Eunotia minor (Kutzing) Grunow, составляющий 9,4% от общего числа такоснов в данной диатомовой зоне, Eunotia incisa W.Smith ex W.Gregory (6,36%), характерные для торфяных, сфагновых болот и прочих ацидных водоемов с низким содержанием минеральных веществ. Основу диатомового комплекса представляли бентосные таксоны родов: Eunotia, Tabellaria, Encyonema. Менее 5% занимали представители рода Fragilariformа, Pinnularia, Neidium, планктонные виды отсутствовали. Описанный выше комплекс диатомовых водорослей отвечает условиям мелководного, заросшего водной растительностью водоема с признаками заболачивания и закисления. Зона ДЗ-II (57–37 см.; 5100–3600 кал.л.н.). Число таксонов в пределах зоны колеблелось от 16 до 28. Количество и разнообразие диатомовых створок возрасло за счет появления таких видов как: Aulacoseira subarctica, Cavinula vincentii, Frustulia krammeri, Stauroforma exiguiformis, Pseudostaurosira brevistriata, Stauroneis smithii, холодноводных, аркто-альпийских видов Tetracyclus glans, Pinnularia borealis. Состав доминантных видов оставался неизменным, однако уменьшилось их количество: Eunotia triodon (14,24%), Tabellaria flocculosa (12,03%). Доля субдоминантов возрасло за счет появления типичного обрастателя Staurosira venter (7,28%) и увеличения числа ацидофильного олиготрофно-мезотрофного Tabellaria fenestrata (6,78%). Зона ДЗ-III (37–13 см.; ~3600–700 кал.л.н.). Количество таксонов в образцах зоны варьировало от 20 до 27. Также отмечалась смена доминирующих видов на преобладание Fragilariforma virescens (10,61%), Aulacoseira sp. (10,14%), неизменным доминантом осталась Tabellaria flocculosa (12,03%;), однако количество вида значительно уменьшилось. Из диатомового комплекса практически исчезли ацидофильные представители рода Eunotia, за исключением видов Eunotia minor, Eunotia incisa. Субдоминантами комплекса являлись: обрастатели Stauroforma exiguiformis (17,84%), Staurosira venter (9,84%) и типичные представители диатомового планктона холодноводных озер Aulacoseira islandica (8,04%), Aulacoseira subarctica (7%). Резкое снижение содержания представителей рода Eunotia указывает на изменение галобности и рН в водоеме. Максимальное число планктонных видов свидетельствует об обводнении озера в данный период его существования. Зона ДЗ-IV (13–0 см.;~700–0 кал.л.н.). В данной зоне отмечалось максимальное видовое разнообразие диатомовых водорослей. Вновь увеличилось число ацидофильного доминирующего вида Tabellaria flocculosa (20,65%). Доминантом комплекса являлся вид Stauroforma exiguiformis (17,84%), который ранее занимал субдоминантное положение. Отмечены субдоминанты, такие как: Staurosira venter (9,07%), Tetracyclus glans (5,48%), Aulacoseira islandica (6,93%). По результатам диатомового анализа донных отложений озера 21-Ya-02 можно сделать вывод о том, что ~6200–5100 кал.л.н в озере сложились слабокислые прохладные условия с низкой минерализацией и заболоченностью водосбора. ~5100–3600 кал.л.н появление алкалинных и доминирование планктонных видов может указывать на увеличение глубоководных участков с открытой водой. Высокая численность представителей рода Aulacoseira в данной зоне также может говорить о существовании значительных глубин в водоеме, так как вследствие массивности кремниевых панцирей большинство из них, как правило, нуждается в определенной мощности водной толщи (Smol, Cumming, 2000). Высокое таксономическое богатство диатомовых водорослей в верхней части колонки донных отложений указывает на повышение продуктивности озера за счет улучшения климатической обстановки в целом, что возможно соответствует субатлантическому теплому периоду. В период ~700 кал. лет вновь увеличивается число ацидофильных эпифитов рода Eunotia, Tabellaria flocculosa, Stauroforma exiguiformis и холодноводного альпийского вида Tetracyclus glans, вероятно происходит увеличение зоны мелководий, зарастание и заболачивание озера. О чем говорит также тот факт, что из планктонных видов в данный период развития озера представлена только А. islandica, которая более устойчива к низким температурам и толерантна к содержанию биогенов, нежели A. subarctica.
Диатомовый анализ выполнен в рамках Программы стратегического академического лидерства Казанского федерального университета (Приоритеты-2030), а также за счет средств субсидии, выделенных Казанскому федеральному университету для выполнения государственного задания № FZSM-2023-0023 в сфере научной деятельности. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.
Список литературы
Статья поступила в редакцию 8.07.2023
Об авторах Валиева Эльвира Альбертовна – Elvira A. Valieva младший научный сотрудник, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия (Kazan (Volga region) Federal University, Kazan, Russia) Zinnatova.1994@mail.ru Фролова Лариса Александровна – Larisa A. Frolova кандидат биологических наук Larissa.Frolova@kpfu.ru Нигматуллин Нияз Маратович – Niyaz M. Nigmatullin научный сотрудник, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия (Kazan (Volga region) Federal University, Kazan, Russia) NiMNigmatullin@stud.kpfu.ru Глушко Полина Алексеевна – Polina A. Glushko студент, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия (Kazan (Volga region)Federal University, Kazan, Russia) Корреспондентский адрес: Россия, 420008, Казань, ул.Кремлевская, 18, КФУ.
ССЫЛКА: Валиева Э.А., Фролова Л.А., Нигматуллин Н.М., Глушко П.А. Диатомовый анализ донных отложений тундрового озера бассейна реки Еркута (полуостров Ямал, Россия) // Вопросы современной альгологии. 2023. № 2 (32). С. 80–84. URL: http://algology.ru/2056 DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-80-84 EDN – YESQRZ
При перепечатке ссылка на сайт обязательна Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно.
Diatom analysis of the bottom sediments from the tundra lake of the Yerkuta River basin (Yamal Peninsula, Russia) Elvira A. Valieva, Larisa A. Frolova, Niyaz M. Nigmatullin, Polina A. Glushko Kazan (Volga region)Federal University (Kazan, Russia) This paper presents the results of a diatom analysis of a column of bottom sediments of an unnamed lake under the conditional name 21-Ya-02 (6809'90.3" N; 06857'61.0" E, Yamal Peninsula). The age of the selected column with a length of 67 cm was 6200 cal. years. 118 taxa of diatoms belonging to 38 genera were identified in the bottom sediments. The highest taxonomic richness is noted for the genus Eunotia (21 taxa). According to the number of diatom valves, the acidophilic taxon Tabellaria flocculosa (Roth) Kutzing dominated in the bottom sediments of the studied column of the lake. Diatom analysis of the bottom sediments of the studied lake allowed us to identify the main stages of the evolution of the reservoir in the Middle and Late Holocene. Acidophilic taxa Eunotia triodon, Tabellaria flocculosa dominated in Lake 21-Ya-02 in the period ~6200-–5100 cal. years BP, preferring shallow areas of reservoirs with low mineralization. Further, in the time interval ~5100–3600 cal. years BP, a transition to the dominance of planktonic alkaliphilic taxa was noted, presumably reflecting a decrease in acidification in the reservoir. 3600–700 cal. years BP absolute dominance of planktonic diatoms was observed in the bottom sediments, acidophilic taxa practically disappeared, which may indicate a change of slightly acidic conditions of the aquatic environment to slightly alkaline ones as a result of a change in environmental and climatic conditions. However, about 700 years ago, the importance of acidophilic and cold-water taxa increased again, which may reflect an increase in the areas of shallow waters and wetlands on the territory of the reservoir with worsening climatic conditions. Key words: diatoms; bottom sediments; lake; climate change; Yamal peninsula
References
Authors Valieva Elvira A. ORCID – https://orcid.org/0000-0002-3941-6666 Kazan (Volga region)Federal University, Kazan, Russia Zinnatova.1994@mail.ru Frolova Larisa A. ORCID – https://orcid.org/0000-0001-8505-0151 Kazan (Volga region)Federal University, Kazan, Russia Larissa.Frolova@kpfu.ru Nigmatullin Niyaz M. ORCID – https://orcid.org/0000-0001-6863-8666 Kazan (Volga region)Federal University, Kazan, Russia NiMNigmatullin@stud.kpfu.ru Glushko Polina A. Kazan (Volga region)Federal University, Kazan, Russia
ARTICLE LINK: Valieva E.A., Frolova L.A., Nigmatullin N.M., Glushko P.A. Diatom analysis of the bottom sediments from the tundra lake of the Yerkuta River basin (Yamal Peninsula, Russia). Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2023. № 2 (32). P. 80–84. URL: http://algology.ru/2056 DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-80-84 EDN – YESQRZ
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.
К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ И КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
|
|||
|
|