Сравнительный анализ альгофлоры разнотипных водоёмов бассейна Р. Гунт (Памир)

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2012, том 55, №6_

БОТАНИКА

УДК 502.75(575.) 3

Член-корреспондент АН Республики Таджикистан X.Хисориев, П.А.Курбонова

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АЛЬГОФЛОРЫ РАЗНОТИПНЫХ ВОДОЁМОВ

БАССЕЙНА Р. ГУНТ

Институт ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан

Приведён сравнительный анализ видового и родового состава альгофлоры разнотипных водоёмов бассейна р. Гунт. Степень сходства общего видового и внутривидового состава водорослей в разнотипных водоёмах бассейна р. Гунт колеблется довольно широко и варьирует в пределах К= 0.225-0.658. По видовому составу, а также структуре ведущих родов альгофлора р. Гунт наиболее сходна с альгофлорой р. Варзоб (Центральный Таджикистан).

Ключевые слова: альгофлора - сравнительный анализ - бассейн р. Гунт (Памир).

О видовом составе, таксономическом разнообразии, а также распределении водорослей в разнотипных водоёмах бассейна р. Гунт сообщалось нами ранее [1-3]. Здесь приведём результаты сравнительного анализа видового и систематического состава водорослей в разнотипных водоёмах бассейна р. Гунт. Для проведения сравнительного анализа и установления сходства и различия видового и систематического состава водорослей в разнотипных водоёмах бассейна р. Гунт нами использованы некоторые математические методы, используемые в сравнительной флористике высших растений [46]. По справедливому замечанию В.М.Шмидта [5], различные масштабы не препятствуют применению одних и тех же коэффициентов сходства, так как математическая суть сравнения в данном случае одинакова.

Для выявления степени сходства видового и внутривидового состава водорослей в разнотипных водоёмах бассейна р. Гунт нами использован коэффициент сходства флор Жаккара в модифика-

с с

ции В.М.Шмидта [5]. Данный коэффициент определяется формулой: К =-= — , где а - чис-

а + Ь - с d

ло видов в одной флоре; Ь - число видов в другой флоре; с - число общих для двух сравниваемых флор видов (то есть видов, встречающихся и в первой и во второй флорах); й - общее (суммарное) число видов в двух флорах (то есть число видов в общем для двух флор в списке).

Сравнительный анализ водоёмов бассейна р. Гунт был проведён нами на основании показателей систематического многообразия, сходства систематических структур, а также коэффициентов сходства флоры водорослей разнотипных водоёмов.

Показатели систематического многообразия

Результаты анализа показателей систематического многообразия альгофлоры р. Гунт приведены нами в табл. 1. Из приведённых здесь количественных данных видно, что показатели в/р, в/с и

Адрес для корреспонденции: Хисориев Х.Х. 734017, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Карамова, 27, Институт ботаники, физиологии и генетики АН РТ. Е-таИ:ИИ1кта(@таИ.ги

р/с флоры водорослей разнотипных водоёмов р. Гунт имеют довольно различные значения. Так, значения в/р в исследованных водоёмах колебались в пределах от 3.26:1 до 3.60:1 (то есть в среднем от 3.26 до 3.60 видов в одном роде). Эти показатели в водоёмах искусственных сооружений были наиболее высокими, а в р. Шохдара - наиболее низкими.

Таблица 1

Показатели систематического многообразия альгофлоры в разнотипных водоёмах бассейна р. Гунт

Водоёмы Количество Соотношения

семейств родов видов, разновидностей и форм в\р в\с р\с

Р. Гунт до слияния с р. Шохдара 37 55 182 3.31:1 5.00:1 1.50:1

Р. Шохдара 34 50 163 3.26:1 4.80:1 1.50:1

Тангское водохранилище 26 46 161 3.50:1 3.40:1 1.70:1

Водоёмы искусственных сооружений 27 42 152 3.60:1 5.60:1 1.60:1

Для всех водоёмов 48 79 305 3.86:1 6.35:1 1.65:1

Примечание: в/р - среднее число видов в роде; в/с - среднее число видов в семействе; р/с - среднее число родов в семействе.

Значения в/с в водоёмах искусственных сооружений также были наиболее высокими - 5.60:1 (или в среднем 5.6 видов в одном семействе), однако они оказались наиболее низкими (3.40:1) в водоёмах Тангского водохранилища. Что касается значений р/с, то они оказались наиболее высокими в Тангском водохранилище и водоёмах искусственных сооружений (соответственно, 1.70:1 и 1.60:1) и наиболее низкими (1.50:1) - в водоёмах рр. Гунт и Шохдара (табл. 1).

Приведённые выше количественные данные показывают, что в большинстве случаев максимального значения систематического многообразия водоросли достигали в водоёмах искусственных сооружений и, отчасти, в Тангском водохранилище. Увеличение систематического многообразия водорослей в данных водоёмах связано, очевидно, с некоторыми улучшениями условий обитания для водорослей (медленное течение, прозрачность, наличие органических веществ и т. д.).

Сходство систематических структур

Мы попытались выявить сходство систематических структур в разнотипных водоёмах бассейна р. Гунт на основе 12 ведущих родов по числу их видовых и внутривидовых таксонов в исследованных водоёмах. Состав и последовательность расположения ведущих по видовому разнообразию родов и их ранговое изменение в исследованных водоёмах приведены в табл. 2.

По приведённым в данной таблице данным, распределение ведущих родов и ранговое их изменение в разнотипных водоёмах характеризовалось различно. Однако во флорах, наиболее близких по своим экологическим условиям водоёмов, последовательность расположения ведущих родов была одинакова.

Таблица 2

Состав и последовательность расположения ведущих родов водорослей в разнотипных водоёмах бассейна р. Гунт

Ранги ведущих родов в разнотипных водоёмах

Ведущие роды р. Гунт до слияния с р. Шохдара р. Шохдара Тангское водохранилище водоёмы других искусственных сооружений

Navicula 1 1 1 3

Cosmarium 2 2 3 1

Cymbella 3 3-4 2 5-6

Oscillatoria 4 3-4 4 2

Nitzschia 5 7 11 7-9

Achnanthes 6-8 8 12 12

Pinnularia 6-8 9 6-7 7-9

Closterium 6-8 5-6 6-7 4

Phormidium 9-10 5-6 10 7-9

Gomphonema 9-10 10 8 11

Synedra 11 11 9 10

Scenedesmus 12 12 5 5-6

Так, во флорах водоёмов рр. Гунт и Шохдара, характеризирующихся наиболее сходными условиями существования для водорослей (высокая мутность и скорость течения воды, аэрация, низкая температура и т.д.), головную часть ведущих родов с одинаковой последовательностью занимают Navícula, Cosmarium и Cymbella. Во флоре обеих рек также со схожей последовательностью замыкают список ведущих родов Gomphonema, Synedra и Scenedesmus. Исключением является лишь ранговое расположение родов Closterium и Phormidium, которые во флоре р. Шохдара входили в число пяти ведущих родов, а во флоре р. Гунт они занимали соответственно шестое и девятое места (см. табл. 2). Правда, роды Navicula, Cosmarium и Cymbella также занимают головную часть ведущих родов Тангского водохранилища, но они идут здесь в другой последовательности (см. табл. 2). Во флоре Тангского водохранилища в число пяти самых крупных родов входит Scenedesmus, который во флорах рек занимает лишь последний их ряд. Кроме того, в Тангском водохранилище Nitzschia и Achnanthes, занимая соответственно 11 и 12 места, замыкают круг ведущих родов, однако во флоре р. Гунт они поделили 5 и 6 места, а во флоре р. Шохдара - 7 и 8 места.

Как и следовало ожидать, последовательность расположения 12 ведущих родов во флоре водоёмов искусственных сооружений резко отличалась от таковой в вышерассмотренных водоёмах. Так, в водоёмах искусственных сооружений в состав пяти самых крупных родов входят также Oscil-latoria, Closterium и Scenedesmus. Род Navicula, который возглавлял состав ведущих родов в водоёмах рр. Гунт, Шохдара, а также в Тангском водохранилище, здесь расположился лишь на третьем месте, уступив родам Cosmarium и Oscillatoria. Это, очевидно, связано с тем, что для водоёмов искусственных сооружений характерны иные экологические условия, чем для естественных водоёмов.

Представление о своеобразии и степени оригинальности исследованной нами альгофлоры можно составить при сравнении её с флорами водорослей других, достаточно полно изученных бассейнов рек. С этой целью нами был проанализирован численный состав и процентное соотношение

ведущих родов альгофлоры наиболее хорошо изученных бассейнов рек Таджикистана (табл. 3). Результаты сравнительного анализа показывают, что в большинстве горных рек Таджикистана (Гунт, Варзоб, Кафирниган, Кызылсу, Зеравшан, Вахш) последовательность расположения ведущих родов и их ранговое изменение в сравниваемых флорах водорослей этих рек сильно отличаются. Некоторое сходство в составе ведущих родов и их ранговое изменение наблюдаются лишь в альгофлорах р. Гунт с р. Варзоб. Так, в состав пяти самых крупных родов альгофлоры этих рек входили со схожей последовательностью одни и те же роды: Navícula, Oscillatoria, Cosmarium, Phormidium и Cymbella. Едва заметное сходство в составе и последовательности расположения четырёх самых крупных родов отмечается также в альгофлорах рек Кафирниган и Кызылсу. Интересно отметить, что если из числа средних по разнообразию видов род Closterium в альгофлоре р. Гунт занимает седьмое место, то в альгофлорах рек Варзоб, Кафирниган и Кызылсу он последовательно занимает восьмое место. Во всех остальных случаях сравнения, последовательность расположения ведущих родов и их ранговое изменение были довольно различными (табл. 3).

Таблица 3

Состав и последовательность расположения ведущих родов водорослей альгофлор

некоторых горных рек Таджикистана*

Горные реки

Род Гунт Варзоб Кафирниган Кызылсу Зеравшан Вахш

Ранг Ранг Ранг Ранг Ранг Ранг

Navicula 1 1 2 2 1 1

Oscillatoria 2 2 5 7 3 2

Cosmarium 3 4 1 1 7 8

Phormidium 4 5 9 9 8 4

Cymbella 5 3 7 3 4 3

Closterium 6 8 8 8 11 11

Pinnularia 7 6 6 11 12 10

Gomphonema 8 9 3 4 6 6

Nitzschia 9 7 12 5 2 7

Achnanthes 10 10 11 12 9 12

Scenedesmus 11 12 4 10 10 9

Synedra 12 11 10 6 5 5

*) Обобщено по работам И.А.Киселева, Т.Ф.Возженниковой, 1950; А.М.Музафарова, 1965; А.М.Музафарова, К.Ю.Мусаева, 1969; Г.А.Шмелевой, 1973; И.Ю.Бравичевой, Х.Хисориева, 1999; М.Т.Бобоева, Х.Хисориева, 2003; П.А.Курбоновой, 2008 [7-13].

Очевидно, это связано с тем, что вышеназванные горные реки, несмотря на некоторое сходство в экологических условиях обитания (высота над ур. м., высокая скорость течения воды, инсоляция, аэрация, относительно низкая температура и т.д.), находятся на некоторых географически отдалённых территориях, что определённым образом влияет на распространение водорослей в реках.

Коэффициенты сходства флор

Для расчёта данного коэффициента ниже (табл. 4) приведены исходные количественные данные видового и внутривидового состава водорослей исследованных водоёмов.

Таблица 4

Исходные количественные данные для вычисления коэффициентов сходства видового и внутривидового состава водорослей в разнотипных водоёмах

Водоёмы d

р. Гунт до слияния с р. Шохдара р. Шохдара Тангское водохранилище водоёмы искусственных сооружений

Р. Гунт до слияния с р. Шохдара 182 208 247 272

Р. Шохдара 137 163 246 257

Тангское водохранилище 96 78 161 221

Водоёмы искусственных сооружений 62 58 92 152

c

Примечание: d - общее (суммарное) число видов в двух флорах; с - число общих для двух флор видов. По главной диагонали здесь и в табл. 5 выделено жирным шрифтом число видов в каждом водоёме.

Значения коэффициентов сходства общего видового и внутривидового состава водорослей в разнотипных водоёмах бассейна р. Гунт приведены в табл.5. Как известно, при значении К от 0 до 0.399 проявляется слабое сходство; от 0.400 до 0.699 - умеренное (среднее); от 0.700 до 1.00 - сильное. Приведённые в табл. 5 значения коэффициента сходства Жаккара свидетельствуют о том, что степень сходства общего видового и внутривидового состава водорослей в исследованных разнотипных водоёмах колеблется довольно широко (от 0.225 до 0.658). Сходство видового и внутривидового состава водорослей между рр. Гунт и Шохдара было самое высокое (К|= 0.658), а между р. Шохдара и водоёмами искусственных сооружений - самое низкое (К|= 0.225).

Коэффициенты сходства также имели низкие значения при попарном сравнении общего состава водорослей между р. Гунт и водоёмами искусственных сооружений, а также между Тангским водохранилищем и р. Шохдара (К|= 0.317). Попарное сравнение общего видового и внутривидового состава водорослей между водоёмами искусственных сооружений и Тангским водохранилищем свидетельствовало о среднем их сходстве (К|= 0.416, см. табл. 5).

Таблица 5

Значения коэффициента сходства (К|) видового и внутривидового состава водорослей

в разнотипных водоёмах

Водоёмы Р. Гунт до слияния с р. Шохдара Р. Шохдара Тангское водохранилище Водоёмы искусственных сооружений

Р. Гунт до слияния с р. Шохдара 182 0.658 0.388 0.317

Р. Шохдара 0.658 163 0.317 0.225

Тангское водохранилище 0.388 0.317 161 0.416

Водоёмы искусственных сооружений 0.317 0.225 0.416 152

Учитывая тот факт, что доминирующие в фитоценозах виды растений являются наиболее важной группой эдификаторов [14] и что любая группировка растений оценивается прежде всего по её доминирующим видам, мы попытались выяснить степень сходства исследованных водоёмов по доминирующему составу водорослей. Исходные количественные данные доминирующего состава водорослей разнотипных водоёмов бассейна р. Гунт приведены в табл. 6.

Результаты сравнения показали, что разнотипные водоёмы бассейна р. Гунт проявляют значительное различие по доминирующему составу водорослей (К^ 0.032-0.894, см. табл. 7). Сравнивая данные табл. 5 и 7, видим, что если ряд водоёмов по видовому составу водорослей относились к наиболее сходными, то по доминирующему составу они оказались слабо сходными. Анализ полученных данных позволил установить, что водоёмы, характеризирующиеся сходными условиями существования, имеют наиболее высокие значения коэффициента сходства доминирующего состава водорослей, а сильно различающиеся - низкие значения коэффициента сходства.

Таблица 6

Исходные количественные данные для вычисления коэффициентов сходства доминирующего состава

водорослей в разнотипных водоёмах

Водоёмы d

р. Гунт до слияния с р. Шохдара р. Шохдара Тангское водохранилище водоёмы искусственных сооружений

Р. Гунт до слияния с р. Шохдара 19 19 24 31

Р. Шохдара 17 17 22 29

Тангское водохранилище 4 4 9 18

Водоёмы искусственных сооружений 1 1 4 13

с

Примечание: d - общее число доминирующих видов в двух флорах; с - число общих для двух флор видов. По главной диагонали здесь и в табл. 7-9 выделено жирным шрифтом число доминирующих видов в каждом водоёме.

Так, р. Гунт и р. Шохдара, характеризирующиеся почти одинаковыми гидрологическими и экологическими условиями существования, по составу доминирующих видов водорослей оказались наиболее сходными (К^ 0.894). Попарное сравнение других водоёмов по доминирующему составу водорослей показало на довольно слабое их сходство (К^ 0.032 - (0.166).

Таблица 7

Значения коэффициента сходства (К^ доминирующего состава водорослей в разнотипных водоёмах

Водоёмы Р. Гунт до слияния с р. Шохдара Р. Шохдара Тангское водохранилище Водоёмы искусственных сооружений

Р. Гунт до слияния с р. Шохдара 19 0.894 0.166 0.032

Р. Шохдара 0.894 17 0.772 0.034

Тангское водохранилище 0.166 0.772 9 0.055

Водоёмы искусственных сооружений 0.032 0.034 0.055 13

Интересно было установить степень сходства общего видового и внутривидового состава водорослей водоёмов бассейна р. Гунт с таковыми у наиболее изученных в альгологическом отношении рек Таджикистана, а именно: Гунт, Варзоб, Кафирниган, Кызылсу, Зеравшан и Вахш. Исходные количественные данные общего видового и внутривидового состава водорослей бассейнов различных рек Таджикистана приведены в табл. 8.

Таблица 8

Исходные количественные данные для вычисления коэффициентов сходства

видового и внутривидового состава водорослей рек Таджикистана

Бассейны рек d

Кызылсу Кафирниган Вахш Варзоб Зеравшан Гунт

Кызылсу 377 197 155 119 118 108

Кафирниган 611 431 160 180 144 159

Вахш 548 597 326 106 103 84

Варзоб 692 685 654 434 156 192

Зеравшан 673 701 637 689 414 121

Гунт 574 577 547 547 598 305

с

Таблица 9

Значения коэффициента сходства (К|) общего видового и внутривидового состава

водорослей рек Таджикистана

Бассейны рек Кызылсу Кафирниган Вахш Варзоб Зеравшан Гунт

Кызылсу 377 0.322 0.282 0.172 0.175 0.188

Кафирниган 0.322 431 0.268 0.262 0.205 0.275

Вахш 0.282 0.268 326 0.162 0.161 0.156

Варзоб 0.172 0.262 0.162 434 0.226 0.351

Зеравшан 0.175 0.205 0.161 0.226 414 0.202

Гунт 0.188 0.275 0.156 0.351 0.202 305

1. Кызылсу

2. Кафирниган

3. Вахш

4. Варзоб

5. Заравшан

6. Гунт

Рис. Степень сходства (Щ) общего видового и внутривидового состава водорослей между разными бассейнами рек Таджикистана.

Результаты подсчёта коэффициента сходства Жаккара, приведённые в табл. 9 и на рисунке, свидетельствуют о том, что водорослевое население водоёмов бассейна р. Гунт наиболее сходно с таковым р. Варзоб (К| = 0.351), менее оно сходно с альгофлорой р. Кафирниган (К| = 0.275), а наименее сходно с водорослевым населением рр. Кызылсу (К| = 0.188) и Вахш (К| = 0.156).

Поступило 30.04.2012 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Курбонова П.А. - Материалы III Международной конф. «Актуальные проблемы современной альгологии». Харьков, 2005, с. 81-82.

2. Курбонова П.А. - Четвертая Международная научная конференция «Экологические особенности биологического разнообразия». - Душанбе-Куляб, 2011, с. 28-30.

3. Курбонова П.А., Хисориев Х.Х. - Труды Института ботаники АН РТ, 2006, т. 26, Душанбе, с. 40-50.

4. Ребристая О.В., Шмидт В.М. - Бот. ж., 1972, т. 57, №11, с.1353-1363.

5. Шмидт В.М. - Бот. ж., 1974, т. 59, №7, с. 929-941.

6. Шмидт В.М. Статистические методы в сравнительной флористике. - Л.: ЛГУ, 1980, 176 с.

7. Киселев И.А., Возженникова Т.Ф. - Тр. ЗИН АН СССР, 1950, т. 9, вып. 1, с. 281-343.

8. Музафаров А.М. Флора водорослей водоёмов Центральной Азии. - Ташкент: Фан, 1965, 570 с.

9. Музафаров А.М., Мусаев К.Ю. - Флора водорослей водоёмов Узбекистана. - Ташкент: Фан, 1969, с. 3-31.

10. Шмелёва Г.А. Фитопланктон дельтовых водоёмов рек Южного Таджикистана и его первичная продукция: Автореф. дисс...к. б. н. - Душанбе, 1973, 24 с.

11. Бравичева И.Ю., Хисориев Х. - Альгология, 1999, т. 9, №2, с. 171-172.

12. Бобоев М.Т., Хисориев Х. - Изв. АН РТ. Отд. биол. и мед. н., 2003, №3 (150), с. 15-18.

13. Курбонова П.А. - Изв. АН РТ. Отд. биол. и мед. н., 2008, №2 (163), с. 25-30.

14. Быков Б.А. Доминанты растительного покрова Советского Союза, т.1. - Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1961, 315 с.

Х-Хисориев, П.А.Курбонова ТАХЛИЛИ МУЦОИСАВИИ АЛГОФЛОРАИ ХАВЗАХОИ ОБИИ МУХТАЛИФИ ДАРЁИ ГУНТ

Институти ботаника, физиология ва генетикаи растании Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон

Дар макола тахлили мукоисавии алгофлораи хавзахои мухталифи дарёи Гунт оварда шудааст. Нишон дода шудааст, ки аз рун таркиби намудхо ва структураи авлодхо хавзаи дарёи Гунт бештар ба хавзаи дарёи Варзоб (Точикистони Марказй) монандй зохир менамояд.

Калима^ои калиди: флораи обсабзуо - тахлили муцоисавй - уавзаи дарёи Гунт

H.Hisoriev, P.A.Kurbonova

A СOMPARATIVE ANALYSIS OF THE ALGOFLORA OF THE DIFFERENT WATER BODIES OF THE GUNT RIVER BASSIN

Institute of Botany, Plant Physiology and Genetics, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan A comparative analysis by using the Jakkard coefficient (Kj= 0.225-0.658) of the algae species and genus show that the algae flora of the Gunt river basin more look like as a algae flora of Varzob river basin (Central Tajikistan).

Key words: algae flora - comparative analysis - Gunt river basin (Pamir).