Эколого-географическая характеристика фитопланктона сора Черкалово (оз. Байкал)

Н.А. Ташлыкова

ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФИТОПЛАНКТОНА СОРА ЧЕРКАЛОВО

Впервые приведены данные экологического и географического анализов фитопланктона сора Черкалово (оз. Байкал). Ключевые слова: сор; фитопланктон; эколого-географическая характеристика; биоценоз; местообитание; распространение; галобность; активная реакция среды.

Байкальские соры представляют собой мелководные хорошо прогреваемые заливы, более или менее изолированные от озера песчаными косами или системой островов. С открытым Байкалом соры сообщаются при помощи проливов - прорв. Физико-химический режим соров резко отличается от Байкала. На Байкале выделяют пять соров: Посольский, Черкалово (ранее в литературе Истокский), залив Провал (Дубининский), Северобайкальский, озеро-сор Арангатуй. Соры озера Байкал играют большую роль в повышении продуктивности прилегающих к ним районов озера, в вылове рыб, являются местами откорма молоди генеративноречных видов.

В последние годы, в связи с интенсивным хозяйственным освоением региона, возникает необходимость проведения наблюдений за состоянием биологического разнообразия водной среды. Приоритетное значение отводится исследованиям состояния фитопланктона как первичного звена трофической цепи, во многом определяющего структуру и функционирование водной экосистемы в целом [1. С. 1]. Знание особенностей видового состава водорослей планктона, основных закономерностей их количественного

развития по сезонам и межгодовой динамики необходимо для понимания процессов, протекающих в водоеме, и для познания вопроса кормовой базы.

Залив-сор Черкалово расположен в 20 км южнее дельты р. Селенги. От Байкала он отделен песчаной косой островов Карга Бабья. Коса расчленена несколькими небольшими прорвами - Малой и Большой. Внутри сора находится низкий заболоченный остров Чаячий. В сор впадает несколько мелких дельтовых проток р. Селенги. Длина сора около 11 км, ширина -5 км, общая площадь водяного зеркала - 370 км2. Наибольшая глубина - 2,5 м, преобладающая - 1,5-1,7 м (рис. 1). От других соров и заливов оз. Байкал сор Чер-калово отличается большей изолированностью и влиянием вод дельтовых проток р. Селенги. Воды сора относятся к гидрокарбонатному типу группы кальция. Сумма ионов в течение 2002 г. изменилась почти в 2 раза, максимальные значения отмечались в феврале (184 мг/л), минимальные - в мае (94,4 мг/л) [2. С. 741]. Активная реакция воды сора Черкалово слабощелочная. Летом 2002-2003 гг. рН изменялась от 7,4 до 8,6. Осенью понижалась до 7,9-8,1.

Рис. 1. Карта-схема отбора проб в соре Черкалово

Первые отрывочные сведения по фитопланктону сора Черкалово содержатся в работе В.Н. Яснитского и А.П. Скабичевского [3. С. 233-239], в которой обобще-

ны результаты многолетних исследований по фитопланктону различных участков оз. Байкал. Дальнейшие более полные данные получены в результате работ

Г.И. Поповской, проводимых с июня 1958 г. по сентябрь 1959 г. [4. С. 104-116]. Некоторые сведения об изменении в составе планктонных водорослей этого водоема, в связи с подъемом уровня воды в оз. Байкал, приведены в работе Г.Ф. Загоренко и Г.В. Помазкиной [5. С. 64-66]. Однако ни одна из приведенных выше работ не содержит сведений об экологической приуроченности и географическом распространении водорослей сора Черкалово.

В 2002-2003 гг. в рамках проекта «Комплексное исследование состояния и динамики развития экосистемы дельты р. Селенга как естественного биофильтра и индикатора современного состояния в условиях интенсификации антропогенного загрязнения озера Байкал» проводились исследования фитопланктона сора Черка-лово. Целью данной работы являлось создание полной картины качественного и количественного развития фитопланктона в соре Черкалово. Материалом для работы послужили пробы, отобранные в 2002-2003 гг. в соре Черкалово. При сборе и обработке материала использовали общепринятые в альгологических исследованиях методики [6. С. 42; 7. С. 1489-1490; 8. С. 3-40].

За период исследования в составе фитопланктона сора Черкалово обнаружено 169 видов, разновидностей и форм, относящихся к 8 отделам, 12 классам, 20 порядкам, 36 семействам и 78 родам (табл. 1), что выше, чем в Посольском, Северобайкальском, Дубининском

Таксономическая структура фитопл

сорах [9. С. 110-129; 10. С 104-116; 11. С. 156-175; 12. С. 55]. Доминирующей группой водорослей по числу видов в 2002-2003 гг., как и в предыдущих исследованиях [9. С. 123-226; 10. С. 104-116], являлись зеленые, составляющие около 50% от общего числа видов фитопланктона. Второе место по разнообразию принадлежало диатомовым (17%), третье - синезеленым (14%), четвертое - золотистым (10%). Число видов криптофи-товых и эвгленовых не превышало 3% [2. С. 741; 13. С. 356-357;]. Видовой состав фитопланктона сора Чер-калово носит смешанный характер [2. С. 741; 9. С. 110129; 14. С. 3-90] и состоит из видов, выносимых дельтовыми протоками р. Селенги, видов, характерных для самого сора, и, частично, видов байкальского комплекса. Смешанный состав фитопланктона отмечался ранее для залива Провал и Посольского сора [10. С. 104-116; 14. С. 3-90]. Большое влияние на состав фитопланктона сора Черкалово, что характерно и для залива Провал [10. С. 104-116], оказывают дельтовые протоки р. Селенги, впадающие в него. Из 169 форм водорослей, обнаруженных в исследуемом водоеме, около 60% встречается в дельтовых протоках р. Селенги.

Экологический анализ фитопланктона сора Черка-лово был проведен по общепринятым, характерным показателям: местообитанию, распространению, галоб-ности и отношению к активной реакции среды (табл. 2).

Т а б л и ц а 1

:тона сора Черкалово в 2002—2003 гг.

Число

Отдел классов порядков семейств родов таксонов видового и внутривидового ранга

Cyanophyta (Cyanoprocaryota) 2 3 6 8 24

Chrysophyta 1 2 3 9 17

Bacillariophyta 2 6 8 15 28

Xanthophyta 1 1 1 2 2

Cryptophyta 1 1 1 2 6

Dinophyta 1 2 2 3 4

Euglenophyta 1 1 1 2 5

Chlorophyta 3 4 14 37 83

Всего 12 20 36 78 169

Т а б л и ц а 2

Эколого-географическая характеристика фитопланктона сора Черкалово в 2002—2003 гг.

Отделы

Параметры Синезеленые (Цианобактерии) Золотистые Диатомовые Желтозеленые Криптофитовые Динофитовые Эвгленовые Зеленые

P 13 12 19 2 3 1 2 61

Местообитание B L 1 4

Ob - 3 - - — — —

Распространение k b a-a 13 9 1 18 5 2 2 3 1 2 53

Галобность oh hl i hb mh 2 11 1 11 2 21 1 1 1 1 2 1 2 6 1 47

Отношение к рН alf ind 5 1 2 16 1 1 2 1 2 2 11

acf - - - - - - - -

Примечание. P - планктонный, B - бентосный, L - литоральный, Ob - обрастатель; k - космополит, b - бореальный, a-a - арктоальпийский; oh - олигогалоб, hl - галофил, i - индифферент, hb - галофоб, mh - мезогалоб; alf - алкакалифил, ind - индифферент, acf - ацидофил.

Экология и географическое распространение водорослей даны по наиболее часто применяемой альгологами системе [15. С. 73-90; 16. С. 50-113; 17. С. 65-98; 18. С. 2-50; 19. С. 575-580; 20. С. 52; 21. С. 44-68; 22. С. 114; 23. С. 26-34; 24. С. 84-96; 25. С. 42-51], галобность -по системе Р. Кольбе [26. С. 186-205; 27. С. 80-150], отношение к рН - по шкале Ф. Хустедта в понимании Н.Н. Давыдовой [28. С. 10-40]. При проведении экологогеографического анализа учитывались не только виды, но и разновидности, формы, т.к. некоторые обладают характерной экологией и распространением.

Анализ флоры на принадлежность к биоценозам, проведенный для 121 таксона, показал, что большего разнообразия достигали планктонные водоросли - немногим более 93%, из которых 50% составляли зеленые водоросли. На долю литоральных водорослей и видов-обрастателей приходилось около 7%.

Фитогеографический анализ фитопланктона выявил, что 94% водорослей сора, для которых определено географическое распространение, являются широко распространенными. На некоторую специфику флоры исследуемого водоема указывают найденные бореаль-ные (5%) и арктоальпийские (2%) виды, относящиеся к отделам Bacillariophyta и Chrysophyta. Среди широко распространенных видов массовыми для толщи вод сора Черкалово были Stephanodiscus makarovae Genkal, S. minutulus (Kütz.) Cleve et Möller, Nitzschia gracili-formis Lange-Bertalot et Simonsen emend Genkal et Pop-ovskaya, Synedra acus Kütz. subsp. radians (Kütz.) Skabitsch., Dinobryon divergens Imh., Actinastrum hantzschii Lagerheim, A. hantzschii var. subtile Woloszyn-ska Dictyosphaerium pulchellum Wood, D. tetrachotomum Printz. Некоторые массовые для сора широко распространенные виды, такие как Scenedesmus quadricauda (Turp.) Brebisson, Monoraphidium contortum (Thur.) Ko-markova-Legnerova, населяют самые разнообразные места на земном шаре [20. С. 52]. В какой-то мере показателем суровых природных условий является присутствие в планктоне сора Hannaea arcus (Ehr.) Patrick и Dynobryon bavaricum Imh. Отметим, что приуроченности представителей бореальных и арктоальпийских организмов к каким-либо участкам исследуемого водоема не наблюдалось.

Минерализация воды является важным экологическим фактором для развития фитопланктона. Флора планктона сора Черкалово представлена в основном

пресноводными видами - 86% (около 1% - галофобы и 85% - индифференты) и пресноводно-солоноватоводными видами - 14% (из них галофилы - 6% и оли-гогалобы - 8%) (см. табл. 2). Солоноватоводных видов в водоеме не обнаружено. Такое распределение водорослей по группам галобности отражает, как отмечалось выше, невысокую степень минерализации вод исследуемого водоема. Индифференты - самая большая группа водорослей фитопланктона сора. Среди галофи-лов в толще воды отмечались Gloecapsa minor (Kütz.) Hollerb. ampl., Merismopedia tenuissima Lemm., Chryso-coccus rufrencses Klebs, Diatoma elongatum (Lyngb.) Ag., Fragilaria crotonensis Kitt., Melosira varians Ag., Cryp-tomonas ovata Ehr., Cryptomonas reflexa (Marsson) Skuja. Галофобы в планктоне водоема были представлены одним видом - Meridion circulare (Grev.) C. Agardh.

При экологической характеристике водорослей существенное значение имеет анализ их распределения в зависимости от активной реакции воды. Водородный показатель (рН) - важный экологический фактор, регулирующий процессы роста и размножения водорослей [20. С. 53]. Устойчивость разных видов и форм водорослей к изменениям кислотности вод различна, и водоросли распределены на несколько групп по отношению к рН среды: индифференты, алкалибионты, ацидо-бионты, алкалифилы и ацидофилы. Анализ распределения водорослей в зависимости от активной реакции показал, что большинство водорослей сора Черкалово -это алкалифилы (52%). Индифференты составляют 48%. Присутствие ацидофилов в планктоне сора не обнаружено. В целом воды исследуемого водоема имеют слабощелочную реакцию, несущественно изменяющуюся в течение года, поэтому значительна доля алкалифилов, их преобладание отмечено по всему водоему. К ним относятся такие доминирующие в планктоне сора виды, как S. minutulus, M. varians, Aulacoseira granulate (Ehr.) Simonsen, A. ambgiuaи (Grun.) Simonsen, Asterionella formosa Hass., Anabaena contorta Bachm., A. spiroides Kleb.f. sp. Среди индифферентов чаще других в планктоне встречались C. rufescens, C. biporus Skuja, Synedra ulna (Nitzsch.) Ehr., Pediastrum boryanum (Turp.) Menegh., C. ovata и S. quadricauda.

Таким образом, экологический анализ фитопланктона сора Черкалово показал преобладание широко распространенных, пресноводных и алкалифильных по отношению к кислотности среды видов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Габышев В.А. Водоросли планктона реки Лены в зоне влияния г. Якутска: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Якутск, 1999. 17 с.

2. Ташлыкова Н.А., Томберг И.В. Фитопланктон сора Черкалов (оз. Байкал) в 2002 г. // Сибирский экологический журнал. 2006. Т. 13, № 6.

С. 741-751.

3. Яснитский В.Н. и др. Фитопланктон Байкала // Труды Байкальской лимнологической станции. 1957. Т. 15. С. 212-261.

4. Поповской Г.И. Фитопланктон Посольского и Истокского соров оз. Байкал // Изв. СО АН СССР. 1961. № 9. С. 104-116.

5. Загоренко Г.Ф., Помазкина Г.В. Об изменениях фитопланктона Истокского и Посольского соров оз. Байкал // Новые материалы по флоре и

фауне Байкала. Иркутск, 1976. С. 64-66.

6. Кузьмин Г.В. Водоросли планктона Шекснинского и сопредельной территории Рыбинского водохранилища // Биология, морфология и сис-

тематика водных организмов. Л.: Наука, 1976. С. 41-63.

7. Макарова И.В., Пичкилы Л.О. К некоторым вопросам методики вычисления биомассы фитопланктона // Ботанический журнал. 1970. Т. 55,

№ 10. С. 1488-1493.

8. СадчиковА.П. Методы изучения пресноводного фитопланктона. М.: Университет и школа, 2003. 157 с.

9. Поповская Г.И. Фитопланктон Селенгинского мелководья, прилежащих участков открытого Байкала // Известия Со АН СССР. 1961. № 10.

С. 110-129.

10. Поповская Г.И. Фитопланктон озерно-соровой зоны // Лимнология прибрежно-соровой зоны Байкала. Новосибирск: Наука, 1977. С. 156-175.

11. Поповская Г.И. Фитопланктон Ангаро-Кичерского региона // Озера Прибайкальского участка зоны БАМ. Н.: Наука, 1981. С. 123-145.

12. Полонных А.К., Сокольников Ю.А. Влияние зоопланктона на размерный состав фитопланктона Посольского сора // Биопродуктивность, охрана и рациональное использование сырьевых ресурсов рыбохозяйственных водоемов Восточной Сибири: Тез. докл. регион. конф. Улан-Удэ, 1989. С. 55-56.

13. Ташлыкова Н.А. Современное состояние фитопланктона сора Черкалово (Байкал) // Озерные экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация, качество воды: Материалы II Междунар. конф. Минск, 2003. С. 355-358.

14. Поповская Г.И. и др. Диатомовые водоросли планктона озера Байкал. Новосибирск: Наука, 2002. 168 с.

15. Кузьмин Г.В. Фитопланктон. Видовой состав и обилие // Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. М.: Наука, 1975. С. 73-90.

16. Корнева Л. Г. Фитопланктон Рыбинского водохранилища: состав, особенности распределения, последствия эвтрофирования // Современное состояние экосистемы Рыбинского водохранилища. СПб., 1993. С. 50-113.

17. Корнева Л.Г. Фитопланктон как показатель ацидных условий в небольших лесных озерах // Структура и функционирование экосистемы ацидных. СПб., 1994. С. 65-98.

18. Васильева И.И., Ремигайло П.А. Водоросли Вилюйского водохранилища. Якутия: Якут. Фил. СО АН СССР, 1982. 116 с.

19. НауменкоЮ.В. Видовое разнообразие фитопланктона Оби // Сибирский экологический журнал. 1994. № 6. С. 575-580.

20. Науменко Ю.В. Эколого-географическая характеристика фитопланктона Оби // Ботанический журнал. 1997. Т. 82, № 7. С. 51-56.

21. Оглы З.П. Фитопланктон и первичная продукция // Экология городского водоема. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1998. С. 44-68.

22. Охапкин А.Г. История и основные проблемы исследований речного фитопланктона // Ботанический журнал. 2000б. Т. 85, № 10. С. 1-14.

23. Ляшенко О.А. Планктонная альгофлора Иваньковского и Угличского водохранилищ // Ботанический журнал. 2001. Т. 86, № 10. С. 26-34.

24. Охапкин А.Г., Старцева Н.А. Состав и экология массовых видов фитопланктона малых водоемов городских территорий (диатомовые, зеленые и синезеленые водоросли) // Ботанический журнал. 2003. Т. 88, № 9. С. 84-96.

25. Трифонова И.С. и др. Состав и сукцессия диатомовых водорослей (BacШarюphyta) в планктоне городских водоемов Санкт-Петербурга // Ботанический журнал. 2003. Т. 88, № 11. С. 42-51.

26. Прошкина-Лавренко А.И. Диатомовые водоросли - показатели солености // Диатомовый сборник. Л., 1953. С. 186-205.

27. Киселев И.А. Планктон морей и континентальных водоемов. Л.: Наука, 1969. С. 80-150.

28. ДавыдоваН.Н. Диатомовые водоросли - индикаторы природных условий водоемов в голоцене. Л.: Наука, 1985. 244 с.

Статья представлена научной редакцией «Биология» 22 сентября 2009 г.