Характеристика структуры фитопланктона Шершневского водохранилища за 2014–2015 гг.

Библиографическое описание статьи для цитирования:
Гладкова О. В., Ходоровская Н. И. Характеристика структуры фитопланктона Шершневского водохранилища за 2014–2015 гг. // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2017. – Т. 39. – С. 3456–3460. – URL: http://e-koncept.ru/2017/971018.htm.
Аннотация. В работе приведена таксономическая структура и численность, а также эколого-географическая характеристика видов фитопланктона Шершневского водохранилища за 2014–2015 гг.
Комментарии
Нет комментариев
Оставить комментарий
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.
Текст статьи
Гладкова Ольга Владимировна,Магистрант биологического факультета ФГБОУ ВО «Челябинский государственный университет», г. Челябинскgladkovaolechka@mail.ru

Научный руководитель:Ходоровская Надежда Игоревна,Кандидат технических наук, доценткафедры биоэкологииФГБОУ ВО «Челябинский государственный университет»,г. Челябинскcbt@csu.ru

Характеристика структуры фитопланктона Шершневского водохранилища за 20142015 гг.

Аннотация.В работе приведенатаксономическая структура и численностьфитопланктона Шершневского водохранилищаза 20142015 гг. Представленаэкологогеографическая характеристикавидовфитопланктона заисследуемый период. Проведен сапробиологическийанализ и установлен класс качества воды Шершневского водохранилища.

Ключевые слова: фитопланктон, структура,биоразнообразие, сапробность,численность.

Шершневское водохранилище –искусственный пресный водоем, расположенный на главной водной артерии Челябинской области –р. Миасс. Необходимость постоянных наблюдений за динамикой экологического состояния Шершневского водохранилища связана с его исключительным значением для крупного областного центра Южного Урала. Водоем до настоящего времени является единственным источником питьевого водоснабжения г. Челябинска и целого ряда населенных пунктов, расположенных в его окрестностях [1]. В связи с интенсивным хозяйственным освоением регионавозникает необходимость проведения наблюдений за состоянием биологического разнообразия водной среды. Приоритетное значение отводится исследованиям состояния фитопланктона, как первичного звена трофической цепи, во многом определяющем структуру и функционирование водной экосистемы в целом. Фитопланктон является не только основным продуцентом органического вещества в водоемах, но и важным фактором формирования качества воды. Знание особенностей видового состава водорослей планктона, основных закономерностей их количественного развития по сезонам и межгодовой динамики необходимо для понимания процессов, протекающих в водоеме[2].Материалом для работы послужили 48 проб, отобранные в период с 2014 по 2015 гг. на Шершневском водохранилище в створе №2, находящемся в районе водозабора Сосновских очистных сооружений водопровода г. Челябинска(рис. 1)

Рис. 1. Схема Шершневского водохранилища с расположением станций отбора пробСтворы: 1верховья водохранилища; 2граница санитарнозащитной зоны водозабора Сосновских очистных сооружений; 3середина водохранилища напротив поселка Сосновка; 46,5 км от водозабора, 5приплотинный участок

Отбор проб производился с помощью батометра. Затем исследуемую воду переливали в пластиковые бутылки объемом 1 литр до горлышка и без пузырьков воздуха. Концентрирование проб фитопланктона осуществлялось на фильтровальновакуумной установке через фильтры «Владипор» с диаметром пор0,8 мкм.Фиксация полученного материалапроводилась 40%ным раствором формалина. Количественный учет водорослей проводился с помощьюкамеры Нажотта объемом 0,01см³. Для идентификации видовой принадлежности пользовались соответствующими определителями водорослей [3,4,5,6,7,8,9,10,11]. Всего за исследуемый период выявлено 111 видов, относящихся к 66 родам, 44 семействам, 27 порядкам, 12 классам и 7 отделам (рисунок 1).

Рис.1. Структура фитопланктонного сообщества Шершневского водохранилища за 20142015 гг.

За 2014 г. в составе фитопланктона Шершневского водохранилища было идентифицировано 93 вида, объединенных в 57 родов, 40 семейств, 28 порядков, 13 классов и 7 отделов (таблица 1).Таблица 1Таксономическая структура фитопланктона Шершневского водохранилища в 2014 г.

ОтделЧислоТаксоны, идентифицированные до родаклассовпорядковсемействродоввидовCyanophytaBacillariophytaDinophytaOchrophytaCharophytaChlorophytaEuglenophyta131223141122261812222122915242223131925135234

1152Всего132840577716

Представители отдела Chlorophytaв фитопланктоне Шершневскоговодохранилища представлены 40 видами и составляют 43 % флористического состава. По видовому разнообразию выделяются семействаScenedesmaceae(11видов)иSelenastraceae(7видов). Наибольшим видовым обилием отличаются роды: ScenedesmusMeyen(6видов) и MonoraphidiumKomarkovaLegnerova(4вида).Зеленые водоросли являются постоянным компонентом данного фитопланктонного сообществаи встречалисьв течение всего периода исследования. Они являются доминантами по количеству видов, но не доминируют по численности и составляют 2,4 млн. кл./дм³или 8%от общей численности за 2014 г., которая составила 29 млн. кл./дм³Массовыми видами являются DictyosphaeriumpulchellumH.C.Wood, представители родаMonoraphidiumKomarkovaLegnerova, из нитчатых форм Ulothrixsp.Диатомовые водоросли (Bacillariophyta) второй по количеству видов крупный отдел. Этот отдел представлен 23 видами, что составляет 25% от общего видового богатства. По видовому разнообразию выделяется семейство Fragilariaceae(5видов). КмассовымвидамотносятсяAulacoseiragranulata(Ehrenberg) Simonsen, FragilariacrotonensisKitton, AsterionellaformosaHassall. Среднегодовая численность данного отдела за 2014 г. составила 3,3 млн. кл./дм³(11%). Синезеленые водоросли (Cyanophyta=Cyanobacteria) занимают третье место по видовому богатству и представлены 16 видами, что составляет 17% от общего флористического разнообразия. По видовому богатству выделяются семейства: Nostocaceae(4вида) иMicrocystaceae(3вида). К массовым видам относятся AphanizomenonflosaquaeRalfsexBornet& Flahault, Planktothrixagardhii(Gomont) Anagnostidis& Komarek, представители родов AnabaenaBoryexBornet&Flahault, MicrocystisLemmermann. Cреднегодовая численность данного отдела за 2014 г. составила 23,2 млн. кл./дм³(80%).Отдел Ochrophytaв 2014 г. был представлен 6 видами (7%), отдел Euglenophyta4 видами (4%), отдел Dinophyta2 видами (2%), отдел Charophyta–2 видами (2%). В общей сумме водоросли этих отделов не создают высокой численности,она составляет около0,1 млн. кл./дм³(1%).В 2015 г. было выявлено 103 вида, объединенных в 62 рода, 41 семейство, 28 порядков, 13 классов, 7 отделов (таблица 2). Таблица 2Таксономическая структура фитопланктона Шершневского водохранилища в 2015 г.

ОтделЧислоТаксоны, идентифицированные до родаклассовпорядковсемействродоввидовCyanophytaBacillariophytaDinophytaOchrophytaCharophytaChlorophytaEuglenophyta1312231412122618141221311118153222162016137337

1251Всего132841628419

Зеленые водоросли (Chlorophyta) в 2015 г. осталисьдоминирующим отделом по числу видов, как и в 2014 г. Видовое богатство представлено 42 видами, что составляет 41 % от общего количествавидов. По видовому разнообразию выделяются семейства Scenedesmaceae(12видов),Selenastraceae(6видов)и Hydrodictyaceae(5видов).Среднегодовая численность данного отдела составила2,7 млн. кл./дм³ или 14,8% от общей численности за 2015 г., равной 18,3 млн. кл./дм³.Диатомовые водоросли (Bacillariophyta) сохраниливторую позицию,ихвидовое богатство представлено 27 видами, что составило26% от общего количества. Видовой состав пополнилсяследующими видами: Achnanthes lanceolata(Breb.) Grun., Cymbellasp., Pinnulariasp., SurirellaturgidaW.SmithиSynedrasp. Среднегодовая численность составляет 3,2 млн.кл./дм³(17,2%).Синезеленые водоросли (Cyanophyta=Cyanobacteria) занималитретье место по видовому богатству и представлены 19 видами, что составило18% от общего флористического разнообразия. По видовому богатству выделяются семейства: Nostocaceae(5видов) иMicrocystaceae(4вида). К массовым видам относятся представители родов AnabaenaBoryexBornet&Flahaultи MicrocystisLemmermann.Видовой состав пополнился следующими видами: AnabaenahassaliiSchmidle, Microcystiswesenbergii(Komárek) KomárekexKomárek, Synechococcuselongatus(Nägeli) Nägeli, Woronichinianaegeliana(Unger) Elenkin. Cреднегодоваячисленность данного отдела за 2015 г. составила 12,1 млн.кл./дм³(66,2%).Отдел Ochrophytaв 2015 г. былпредставлен 7 видами (7%), отдел Euglenophyta4 видами (4%), отдел Dinophyta1 видом (1%), отдел Charophyta–3видами (3%).

Таким образом, впериод с 2014 г. по 2015 г. произошло увеличение количества видов с 93 до 103. Основной вкладпо увеличению количества видов внесли три основных отдела: Cyanophyta, Bacillariophyta, Chlorophyta.В отделе Cyanophyta количество видов увеличилось с 16 в 2014 г. до 19 в 2015 г. В отделе Bacillariophytaколичество видов увеличилось с 23 в 2014 г. до 27 в 2015 г. В отделе Chlorophytaколичество видов увеличилось 40 в 2014 г. до 42 в 2015 г. Изменения в видовом составе малочисленных отделовбыли незначительными.В экологогеографическом отношениивыявлено, чтофитопланктон Шершневского водохранилища за 20142015 гг. сформирован планктонными формами, представленными 39 видами(69,6%), бентосными формами

12 видов(21,5%), планктоннобентосными формами –5 видов (8,9%). Основу флористического списка составляют космополиты, которые представлены 55 видами (93,2%). Бореальные виды представлены 4 видами (6,8%), виды,по географической приуроченности,относящиеся к арктоальпийской группе не были обнаружены. По отношению к галобности наиболее многочисленной группой являются индифференты, представленные 48 видами (78,7%). Галофилы представлены 9 видами (14,8%), галофобы и олигогалобы представлены 4 видами(6,5%). По отношению к рН среды массовой группой являются индифферентные виды (61,3%), алкафилы (25,8%), ацидофилы и алкабионты составляют 12,9%[2].При проведении сапробиологического анализа было установлено, что более половины обнаруженных видов (55,9%) являются показателями сапробности.Доминантами являютсяиндикаторы βмезосапробной (54,8%) и оβмезосапробной зон (12,9%). Индекс сапробности по ПантлеБукку в летний период имеет следующие значения: 1,79 (июнь) и 1,84 (август) и невыходит за пределы βмезосапробной зоны, что соответствует III классу качества воды. Это позволяет отнести воду Шершневского водохранилища к категории умеренно (слабо загрязненных)водоемов[12].

Общая численность фитопланктона в летний период 2014 г. составила 76,8 млн.кл./дм³. Численность отдела Cyanophytaсоставила65,7 млн. кл./дм³ (85%), отдела Bacillariophyta

6,7 млн.кл. /дм³ (9%) и отдела Chlorophyta

4,3млн. кл./дм³ (6%). Отделы Dinophyta, Ochrophyta, Charophytaи Euglenophytaв совокупности насчитывали 0,1 млн. кл./дм³ (1%).В 2015 г. общая численность фитопланктона составила 44,6 млн.кл/дм³.Численность отделаCyanophytaнасчитывала 32,5 млн. кл./дм³ (73%), отделаBacillariophyta

6,8млн.кл./дм³ (15%) и отдела Chlorophyta

4,4 млн. кл./дм³ (10%).Численность других отделов была 0,9 млн. кл./дм³(2%). Обобщенные данные представлены в таблице 3.Таблица 3Численность фитопланктона Шершневского водохранилища в летний период 20142015 гг.

ОтделЧисленность 2014 года (млн.кл./дм³)Численность 2015 года(млн.кл./дм³)Cyaqnophyta65,732,5Bacillariophyta6,67,0Dinophyta0,030,005Ochrophyta0,020,02Charophyta0,030,007Chlorophyta4,44,8Euglenophyta0,020,06Всего76,844,6

Снижение численности фитопланктона в летний период 2014 г. с 76.8 млн.кл./дм³до 44,6 млн.кл./дм³в 2015 г. произошло,главным образом,за счет снижения численности отдела Cyanophyta, поскольку он составлял около 80% от общей численности фитопланктона. Несмотря на то, что по видовому богатству данный отдел стал разнообразнеев 2015 г., его численность снизилась практически в 2 раза(см. табл.3).Данный факт связан со снижением численности массовых видов AphanizomenonflosaquaeRalfsexBornet& Flahault, AnabaenaflosaquaeBrebissonexBornet& Flahault, Microcystisaeruginosa(Kützing) Kützing, Planktothrixagardhii(Gomont) Anagnostidis& Komarek. Заключение.В работе произведен сравнительный анализ таксономической структуры фитопланктона Шершневскоговодохранилища за 20142015 гг. За этот период выявлено 111 видов, относящихся к 66 родам, 44 семействам, 27 порядкам, 12 классам и 7 отделам.В период с 2014 г. по 2015 г. произошло увеличение количества видов с 93 до 103. Основной вклад внесли три основных отдела: Cyanophyta, Bacillariophyta, Chlorophyta. В отделе Cyanophytaв 2014г. было выявлено16 видов, в 2015г.

19видов.Вновь определенными видами в 2015 г. стали: Anabaena hassalii Schmidle, Microcystis wesenbergii(Komárek) Komárek ex Komárek, Synechococcus elongatus(Nägeli) Nägeli, Woronichinia naegeliana(Unger) Elenkin. Вид Romeriaelegans(Woloszynska) Geitler в 2015 г. не был выявлен.

В отделе Bacillariophytaв 2014 г. идентифицировано 23 вида, в 2015 г. –27 видов. Увеличение числа видов в 2015 г. произошлоза счет определения новых видов: Achnanthes lanceolata (Breb.) Grun., Cymbella sp., Pinnularia sp., Surirella turgidaW.Smith иSynedra sp. ВидEpithemiasorexKützingв 2015 г. не был выявлен.В отделе Chlorophytaв 2014 г. было выявлено 40 видов, в 2015 г. –42 вида. Изменения видового состава фитопланктона в 2015 г. были следующие: появились видыAnkyrajudayi(G.M.Smith) Fott, ChlorellavulgarisBeyerinck, Desmodesmus spinosus(Chodat) E.Hegewald,PediastrumduplexMeyen, Scenedesmus arcuatus(Lemmermann) Lemmermann,Tetraëdron minimum(A.Braun) Hansgirg.;Actinastrum hantzschiiLagerheim, Ankistrodesmus fusiformisCorda, Pediastrumboryanum(Turp.) Menegh., Desmodesmusabundans(Kirchner) E.Hegewaldне были определены.

В экологогеографическом аспекте фитопланктон Шершневского водохранилища представлен широко распространенными видами, обитающими в пресных водоемах и предпочитающих нейтральнощелочные воды, умеренно загрязненные органическими веществами. Сапробиологический анализ показал, что большинство выявленных видовиндикаторов относятся к βмезосапробной зоне. В летний период 2014 г. численность фитопланктона составляла 76,8 млн.кл./дм3.Летом 2015 г. наблюдалось снижение численности до 44,6 млн. кл./дм3. Основную роль в вариации показателячисленности фитопланктона играет отдел Cyanophyta, посколькувыявленные виды этого отдела водорослейявляются самымимассовымии составляют около 80% от общей численностикак в 2014 г., так и в 2015 г.

Ссылки на источники:1.Ходоровская Н.И., Современное состояние Шершневского водохранилища в условиях антропогенного эвтрофирования / Ходоровская Н.И., Еремкина Т.В., АнтиповаВ.А. // Материалы IV Всероссийской конференции по водной экотоксикологии, посвященной памяти Б.А. Флерова, «Антропогенное влияние на водные организмы и экосистемы» и школысеминара «Современные методы исследования и оценки качества вод, состояния водных организмов и экосистем в условиях антропогенной нагрузки». В двух частях. Часть 2. (Борок, 2429 сентября 2011 г.). –Борок, 2011. –с. 177 –181.2.Водорослииндикаторы в оценке качества окружающей среды. Часть I. Баринова С.С. Методические аспекты анализа биологического разнообразия водорослей. Часть II. Баринова С.С., Медведева Л.А., Анисимова О.В. Экологические и географические характеристики водорослейиндикаторов. М.: ВНИИприроды. 2000. –150 с.3.Определитель пресноводных водорослей СССР. Вып. 1. Общая часть. Пресноводные водоросли и их изучение / М.М. Голлербах, В.И. Полянский. –М.: Советская наука, 1951.4.

Определитель пресноводных водорослей СССР Выпуск 2 Синезеленые водоросли / М.М. Голлербах, Е.К. Косинская, В.И. Полянский. –М.: Советская наука, 1953. –653 с.5.

Определитель пресноводных водорослей СССР. Вып. 4 Диатомовые водоросли / под ред. А.Н. Прошкиной –Лавренко. –М.: Советская наука, 1951. –619.6.

Определитель пресноводных водорослей СССР. Вып. 5. Желтозеленые водоросли / Н.Т. ДедусенкоЩеголева, М.М. Голлербах. –М.Ленинград : изд. АН СССР, 1962. 272 с.7.

Определитель пресноводных водорослей СССР.Вып. 7. Эвгленовые водоросли / Т.Г. Попова. –М.: Советская наука, 1955. –188 с.8.Снитько, Л.В., Водоросли разнотипных водоемов восточной части Южного Урала / Л.В. Снитько, Р.М. Сергеева. –Миасс: ИГЗ УрОРАН, 2003 –166 с.9.Царенко, П.М. Краткий определитель хлорококковых водорослей Украинской СССР/АСУССР Инт ботаники им. Н.Г. Холодного / отв.ред. ПанамарьМордвинцева Г.М.Киев: Наукова думка, 1990. –208 с.10.Ярушина М.И., Танаева Г.В., Еремкина, Т.В. Флора водорослей водоемов Челябинской области.–Екатеринбург, 2004. 306 с.11.Algaebase[Электронный ресурс] // URL: http://www.algaebase.org. –[Дата обращения: 27.04.2017 г.].12.Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем / под ред. В.А. Абакумова. –СПб: Гидрометеоиздат, 1992. –320 с.