Фитопланктон озера молочка (Самарская область)

Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии.

Самарская Лука. 2009. - Т. 1S, № 1. С. 160-166.

УДК 581.526.325

ФИТОПЛАНКТОН ОЗЕРА МОЛОЧКА (САМАРСКАЯ ОБЛАСТЬ) © 2009 Н.Г. Тарасова*

Институт экологии Волжского бассейна РАН, г. Тольятти

ievbras2005@mail.ru Поступила 17 февраля 2009 г.

Подведены итоги изучения фитопланктона озера Молочка (Самарская область).

Ключевые слова: фитопланктон, оз. Молочка, Самарская область.

В Исаклинском районе в 2 км юго-восточнее с. Новобоголюбовка расположен памятник природы - озеро Молочка. Первое упоминание о нем приводит академик Лепехин в своих записках 1768 г. Свое название озеро получило за цвет воды, напоминающей молоко, из-за присутствия в ней коллоидной серы (Памятники природы..., 1986).

Образован водоем в результате создания плотины на речке Черной, притока реки Сургут, водами которой он и питается. Уровень воды в озере удерживается с помощью плотины. Через лоток из металлических труб, расположенный у правого берега, осуществляется сток воды. Озеро окружено сплошным поясом высшей водной растительности, состоящим из рогоза широколистного (Typha latifolia L.) и тростника обыкновенного (Phagnites australis (Cav.) Trin. et Steud.) (Саксонов и др., 2007).

Глубина озера не превышает 1,5 м. Грунт озера - жирный черный сероводородный ил, который добывается и используется в лечебных целях курортом Сергиевские Минеральные Воды. Природная ценность озера выявлена в 1949 г. (Памятники природы., 1986). Позднее вокруг озера были установлены две зоны санитарной охраны и водоему в 1977 г. был присвоен статус памятника природы областного значения.

Химический состав воды озера характеризуется формулой Голубая книга., 2007):

М2050 SO476,8HCO321,6Cl11,5 Ca75,1Mg16,1Na+K 8,8 Содержание кислорода даже на поверхности менее 1 % насыщения; концентрация сероводорода и сульфидов от поверхности к глубине увеличивается (от 0,03 до 4,8 мг/л). Содержание фосфатов не превышает 20 мкг/л.

Исследования фитопланктона озера не проводилось. В «Голубой книге...» (2007) сказано лишь, что «фитопланктон озера развит слабо, из водорослей обнаружены Euglena gracilis, Cryptomonas sp.».

В мае 2007 и июле 2008 г. нами были проведены исследования фитопланктона озера Молочка, который, как известно, является первичным продуцентом органического вещества любого водоема и лежит в основе трофи-

* Наталья Геннадьевна Тарасова, научный сотрудник.

ческих цепей в нем. Пробы отбирали батометром Руттнера. Для анализа вертикального распределения организмов в 2007 г. анализировали пробы, отобранные у поверхности воды и дна; в 2008 - у поверхности, на глубине 0,5 м и у дна. Помимо этого, в сообществах, образуемых рогозом широколистным и тростником обыкновенным, также проводили учет планктонных водорослей. Всего в Молочке было отобрано и обработано 9 проб фитопланктона.

Пробы фитопланктона отбирали и обрабатывали по стандартным гидробиологическим методикам (Методика изучения., 1975). При определении видовой принадлежности водорослей пользовались современными определителями, список которых приведен нами ранее (Тарасова, 2007). Экологогеографический анализ проводили в соответствии с разработанными в экологии и биогеографии водорослей системами, которые мы также подробно расписывали ранее (Тарасова, 2005).

Всего в составе фитопланктона озера Молочка зарегистрировано 76 таксонов водорослей, рангом ниже рода, из 8 отделов (табл. 1). Их список с эко-лого-географическими характеристиками и местом регистрации приведен ниже.

Таблица 1

Таксономическая структура альгофлоры планктона озера Молочка

Отдел Число Число таксонов

клас- сов поряд- ков се- мей- ств ро-дов видо- вых внутри- видовых всего, рангом ниже рода

СуапорИуа 2 3 4 6 13 0 13

СЬгу2орЬу;а 1 2 2 2 2 0 2

БасШапорИуа 2 3 9 14 27 3 30

СгурШрИуа 1 1 1 2 8 0 8

ХапШорЬуа 1 1 1 1 1 0 1

БторЬуа 1 1 1 1 0 1 1

Е^епорИуа 1 1 1 2 7 1 8

СЫогорЬуа 2 3 4 6 12 1 13

Всего 10 14 22 33 68 6 76

Наибольшим видовым разнообразием характеризовался отдел диатомовых водорослей, в котором сосредоточено 40% от числа всех таксонов водорослей, рангом ниже рода. Далее по числу видов, разновидностей и форм следовали отделы синезеленых и зеленых водорослей, заключающие в себе по 17% от их общего числа, криптофитовых и эвгленовых водорослей (по 11%), золотистых (2%), динофитовых и желтозеленых водорослей (по 1%). Следует отметить, что в основной части пресных водоемов (за исключением малых рек) наибольшим видовым разнообразием отличается отдел зеленых водорослей, затем, как правило, следуют диатомовые, синезеленые или эвг-леновые (Экологические проблемы., 2001; Фитопланктон Нижней Волги., 2003; Тарасова, 2007; Воденеева, 2006; Павлова, 1996; Яценко-Степанова и др., 2005; Тарасова, 2007 и др.) Диатомовые водоросли занимают первое место по числу видовых и внутривидовых таксонов только в малых реках, для которых одновременно характерна небольшая доля в видовом разнообразии синезеленых водорослей (Охапкин, 1998). Отличительной особенностью фи-

Ward's method Euclidean distances

пелагиаль

топланктона оз. Молочка является то, что диатомовые водоросли здесь, как и в малых реках, представлены наибольшим числом таксонов рангом ниже рода, в основном это пеннатные формы. В формировании видового разнообразия, в отличие от малых рек, значительна роль синезеленых водорослей.

Наибольшее число видов водорослей регистрировалось в пелагической части (43) водоема, в сообществе рогоза отмечено 37 видов водорослей, в литорали 26, в сообществе тростника 23. Однако удельное число видов водорослей было максимальным в литорали (26), на глубине 0,5 м и в сообществах, образованных макрофитами (по 23 вида). В пелагической части водоема в мае в поверхностной пробе было зарегистрировано 16 видов водорослей, а в придонной - 4; в июле на горизонте 0 м было встречено 8 видов водорослей, а у дна всего 1. Это, возможно, связано со сменой окислительновосстановительных условий в водоеме в течение биологического сезона: в период паводка и некоторое время после него вода в озере не содержит сероводорода, но содержит кислород; с начала лета в водном балансе начинает преобладать поступление воды из сульфидных источников, и озеро переходит в анаэробную фазу (Краснова и др., 2008). Состав фитопланктона на глубине 0,5 м значительно отличается: только здесь отмечены Tabellaria fenestrata и T. flocculosa из отдела диатомовых и представители порядка СЫогососса1ев

отдела зеленых водорослей. Вероятно, это обусловлено тем, что на этой глубине проходит поверхностный сток р. Черной. Однако этот вопрос нуждается в дополнительном изучении. Как видно из рисунка, в зависимости от видового состава фитопланктона, в оз. Молочка можно выделить две группы биотопов: сообщество пелагической часть водоема и сообщество литорали, рогоза и тростника.

Рис. Дендрограмма сходства видового состава водорослей в раличных озера Молочка

ОТДЕЛ CYANOPHYTA

КЛАСС CHROOCOCCEAE Порядок Chroococcales

Семейство Synechococcaceae

Cyanothece aeruginosa (Nag.) Komarek - Л, Р, Т - Л, к, И, о.

Семейство Merismopediaceae Merismopedia punctata Meyen - Пл - П, к, И, Ин, о-а, 1.9.

Microcystis pulverea (Wood) Forti emend. Elenk. - Пл - П, к, И, Ал, о-а, 1.8.

КЛАСС HORMOGONIOPHYCEAE

Порядок Oscillatoriales

Семейство Oscillatoriaceae

Lyngbya limnetica Lemm. - Р - П, к, И, Ин, в,

2.3.

Oscillatoria limnetica Lemm. - Л, Р, Т - П, к, И, о-в, 1,4.

O. limosa Ag. - Л, Р, Т - Б-П, к, Гл, Ал, а,

3.1.

O. ornata (Kutz.) Gom. - Р - Б, к, И.

O. planctonica Wolosz. - Л, Р, Т - П, к, И, о-в.

O. rupicola Hansg. - Л, Р, Т - О, к, И.

O. simplicissima Gom. - Пл - П, к, И, о, 1.0.

O. tenuis Ag. - Пл, Л, Р - П, к, И, в-р, 2.9. Phormidium mucicola Hub.-Pestalozzi et Naum. - Р - Э, к, И, о-в, 1.5.

Порядок Nostacales

Семейство Anabaenaceae

Anabaena constricta (Szaf.) Geitl. - Т - Б, б,

И, р-а, 3.8.

ОТДЕЛ CHRYSOPHYTA

КЛАСС CHRYSOPHYCEAE Порядок Chromylinadales

Семейство Chrysococcaceae

Kephyrion rubri-claustri Conrad - Пл - Б, б, И, о, 1.3.

Порядок Ochromonadales Семейство Dinobryonaceae

Dinobryon divergens Imhof - Пл - П, к, И, Ин, о-а, 1.8.

ОТДЕЛ BACILLARIOPHYTA

КЛАСС CENTRIPHYCEAE Порядок Thalassiosirales

Семейство Stephanodiscaceae Cyclotella radiosa (Grun.) Lemm. - Пл - П, к, И, Ал, о-в.

Порядок Araphales Семейство Fragilariaceae Asterionelle formosa Hass. - Пл - П, к, И, Ал, в-о, 1.6.

Fragilaria crotonensis Kitton - Пл - П, к, Гл, Ал, в-о, 1.7.

Synedra acus Kutz. - Пл - П, к, И, Ал, в-о, 1.7.

S. tabulata (Ag.) Kutz. - Пл, Р - О, к, Мг, Ин, в-а, 2.5.

S. ulna (Nitzsch) Ehr. - Пл, Р - Л, к, И, Ин, в, 2.0.

Семейство Diatomaceae Diatoma tenuis Ag. - Пл, Р - П, б, Гл, Ал, в-о,

1.6.

D. vulgare Bory var. ovale (Fricke) Hust. - Пл

- О, к, Мг, Ал.

Семейство Tabellariaceae

Tabellaria fenestrata (Lyngb.) Kutz. - Пл - Б-

П, к, Гб, Ац, в, 2.0.

T. flocculosa (Roth.) Kutz. - Пл - О-Б, с-а, Гб, Ац, о, 1.0

Порядок Raphales

Семейство Naviculaceae

Caloneis amphisbaena (Bory) Cl. - Р - Л, к, Гл, Ал, в.

C. convergens Jasnitzky - Пл, Р - Б.

Navicula capitata Ehr. - Пл, Л, Т - Л, к, И, Ал, в-а, 2.4.

N. cryptocephala Kutz. - Пл, Л, Р, Т - Б, к, И, Ал, в-а, 2.5.

N. radiosa Kutz. - Пл, Л, Т - Б, к, И, Ин, в, 2.0.

N. rhynchocephala Kutz. - Р - Л, к, И, Ал, ав, 2.7.

Pinnularia gibba Ehr. var. parva (Ehr.) Grun. -Пл - Б, к, Ог, Ин.

Семейство Achnanthaceae

Achnanthes lanceolata (Breb.) Grun. - Р - О, к, И, Ал, в, 2.0.

A. minutissima Kutz. var. minutissima - Пл, Р

- О, к, И, Ин, в, 2.0.

A. minutissima var. cryptocephala Grun. - Пл -П, к, И, Ин, о-в.

Cocconeis placentula Ehr. - Л - О, к, Ог, Ин, в-о, 1.6.

Семейство Cymbellaceae Amphora veneta Kutz. - Пл - Б, к, И, Ин, о. Семейство Gomphonemataceae Gomphonema olivaceum (Horn.) Breb. - Пл, Р

- Б, к, И, Ал, в, 2.0.

G. parvulum Kutz. - Р - О, к, И, Ин, в, 2.1. Семейство Nitzschiaceae Nitzschia acicularis (Kutz.) W. Sm. - Л, Р - П, к, И, Ал, в-а, 2.4.

N. linearis (Ag.) W. Sm. - Р - Б, к, И, Ал, о-в,

1.5.

N. palea (Kutz.) W. Sm. var. palea - Пл, Л, Р, Т - Л, к, И, Ал, а-в, 2.7.

N. palea var. debilis (Kutz.) Grun. - Л, Р - Б, a, Гб, Ин, о.

N. paleacea Grun. - Р - Б-П, к, И, Ал, а-в,

2.6.

N. sublinearis Hust. - Пл, Л, Р - Б, б, И, Ин, о-в.

ОТДЕЛ XANTOPHYTA КЛАСС HETEROTRICHOPHYCEAE Порядок Tribonematales

Семейство Tribonemataceae

Tribonema minus Hazen - Р - Л, к, Ог, Ин, во, 1.6.

ОТДЕЛ CRYPTOPHYTA

КЛАСС CRYPTOMONADOPHYCEAE Порядок Cryptomonadales

Семейство Cryptomonadaceae

Chroomonas acuta Uterm - Пл, Л, Р, Т - П, к, И, в, 2.3.

Cryptomonas caudata Schiller - Пл, Л, Р - П, к, И.

C. gracilis Skuja - Л, Р, Т - Л, к, Ог, Ац, о-в,

1.4.

C. incurva Matv. - Л, Р, Т - П, Ац.

C. marssonii Skuja - Пл, Л, Т - П, к, И, Ин, во, 1.7.

C. obovata Skuja - Т - П, к, И, Ин, о, 1.2.

C. ovata Ehr. - Т - Б-П, к, И, Ин, в-а, 2.4.

С. reflexa (Marsson) Skuja - Л, Т - Б, б, Гл, во, 1.6.

ОТДЕЛ DINOPHYTA

КЛАСС DINOPHYCEAE Порядок Peridinales Семейство Peridiniaceae

Peridinium umbonatum Stein var. lubieniense M. contortum (Thur.) Kom.-Legn. - Пл - П, к, (Wolosz.) Popovsky and Pficster - Т -Б, о. И, о-а, 1.8.

ОТДЕЛ EUGLENOPHYTA M. griffithii (Berk.) Kom.-Legn. - Пл - П, к,

КЛАСС EUGLENOPHYCEAE И, в, 2.3.

Порядок Euglenales Семейство Scenedesmaceae

Семейство Euglenaceae Crucigeniella apiculata (Lemm.) Kom. - Пл -

Euglena anabaena Mainx - Р - Л, о-а, 1.9. П, к, И, в, 2.3.

E. clara Skuja - Пл - Л, б, Мг, о-в, 1.4. Scenedesmus obtusus Meyen - Пл - П, в.

E. granulata (Klebs) Schmitz var. polymorpha КЛАСС СHLAMYDOPHYCEAE

(Dang.) Popova - Пл - Л, к, И, Ин, а. Порядок Chlamydomonadales

E. limnophyla Lemm. - Пл - Л, к, Ин, о-в, 1.5. Семейство Chlamydomonadaceae

E. minima France - Р - Л, Мг, Ал, о, 1.2. Carteria globosa Korsch. - Т - П, к, И.

E. texta (Duj.) Hubner - Пл - Л, к, Гл, Ин, в, Chlamydomonas asymmetrica Korsch. - Л, Т -

2.2. П.

E. variabilis Klebs - Пл - Л, к, И, Ин, в-а, 2.4. C. debaryana Gorosch. var. atactogama

Trachelomonas volvocina Ehr. - Пл - П, к, Гл, (Korsch.) Lerloff - Пл, Л, Р, Т - П, к, И.

Ин, в, 2.0. C. globosa Snow - Л, Р, Т - П, к, Ог, Ин, о-а,

ОТДЕЛ CHLOROPHYTA 1.9.

КЛАСС CHLOROPHYCEAE C. monadina Stein - Л, Р - П, к, И. в-а, 2.4.

Порядок Chlorococcales C. parietaria Dill - Л - П, в, 2.1.

Семейство Chlorellaceae C. simplex Pasch. - Л, Р, Т - П, в-р, 2.8.

Monoraphidium arcuatum (Korsch.) Hind. - Порядок Volvocales

Пл - П, к, И, в, 2.1. Семейство Volvocaceae

Eudorina elegans Ehr. - Пл - П, к, И, в, 2.2. Обозначения: М е с т о р е г и с т р а ц и и: Пл - пелагиаль, Л - литораль, Р - сообщество, образованное рогозом, Т - сообщество, образованное тростником.

М е с т о о б и т а н и е: П - планктонный, О - обитатель обрастаний, Б - бентосный, Л - литоральный, Э - эпифит, Б-П - бентосно-планктонный, О-Б - обрастатель-бентосный. Р а с п р о с т р а н е н и е: к - космополит, с-а - североальпийский, а - альпийский, б - борельный. Г а л о б н о с т ь: Мг - мезогалоб, Ог - олигогалоб, Гб - галофоб, Гл - галлофил, И - индифферент. О т н о ш е н и е к рН: Ал - алкалифил+алалибионт, Ин - индифферент, Ац - ацидофил+ацидобионт. С а п р о б н о с т ь: о - олигосапроб, о-в - олиго-бетамезосапроб, в-о - бета-олигосапроб, о-а -олиго-альфамезосапроб, в -бета-мезосапроб, в-а - бета-альфамезосапроб, а-в - альфа-бетамезосапроб, в-р - бета-полисапроб, а - альфа-мезосапрб, р-а - поли-альфасапроб.

В зависимости от местообитания основу альгофлоры планктона озера составляли планктонные организмы. Высокая доля доля литоральных и бен-тосных организмов, вероятно, связана с тем, что водоем не глубокий, и в процессе его изучения исследования проводились и непосредственно в литорали, и в сообществах макрофитов, которые так же приурочены к прибрежной зоне. В зависимости от географического распространения основная масса встреченных водорослей относится к видам с широким географическим распространением (космополитам). По отношению к кислотности среды, основная масса встреченных водорослей является индифферентами и обитателями щелочных вод. Среди водорослей, индикаторов солености воды, основная масса видов - индифферентны по отношению к этому показателю. Среди водорос-лей-сапробионтов значительна часть видов, показателей низкой степени органического загрязнения - 51%, мезосапробов - 26%, на долю индикаторов высокой степени органического загрязнения приходится 23% видов, для которых известен коэффициент сапробности.

Пределы изменения численности фитопланктона в оз. Молочка за исследуемый период составили 0,0002-10,3 млн кл/л, а биомассы - 0,0002-9,37

мг/л. Максимальные показатели численности связаны с развитием мелкоклеточных синезеленых водорослей (Microcystis pulverea), а биомассы - крупных диатомовых (Caloneis convergens), которые даже при незначительной численности дают большую биомассу. Сравнительные анализ количественного развития фитопланктона в различных биотопах показал, что наибольшие показатели его численности и биомассы отмечались в литорали и сообществах высших водных растений. Здесь численность и биомасса были выше, иногда на несколько порядков, чем в пелагической части водоема. Следует также отметить различия в составе доминирующих видов водорослей в пелагической части водоема и в литоральной зоне, включая сообщества высших водных растений.

Таблица 2

Эколого-географические характеристики альгофлоры планктонаозера Молочка

Группа Число так- Про- Группа Число Про-

сонов цент таксонов цент

по местообитаниям по отношению к солености воды

Планктонный 34 45 Галофоб 3 4

Бентосный 14 18 Олигогалоб 5 7

Литоральный 15 20 Индифферент 48 72

Обрастатель 7 9 Мезогалоб 4 6

Эпифит 1 1,5 Галофил 7 10

Бентосно- 4 5 Всего 67 100

планктонный

Обрастатель- 1 1,5

планктонный

Всего 76 100 виды-са пробионты

по распространению

Космополит 59 88 Олигосапробы 10 15

Северо - 1 1,5 Олиго-Р-мезосапробы 10 15

альпийский Р-олиго-мезосапробы

Альпийский 1 1,5 Олиго-a-мезосапробы 8 12

Бореальный 6 9 Р-мезосапробы

Всего 67 100 P-a-мезосапробы a-P-мезосапробы 6 9

по отношению к рН Р-полисапробы 17 26

Ацидофил+ 4 9 a-мезосапробы 7 11

Ацидобионт поли- a сапробы 3 5

Индифферент 23 49 Всего 2 3

Алкалифил+ 20 42 2 3

Алкалибионт 1 1

Всего 47 100 66 100

Таким образом, на основании изложенного нами материала можно сделать следующие выводы:

1. В составе фитопланктона озера Молочка зарегистрировано 76 таксонов водорослей, рангом ниже рода.

2. Особенностью видовой структуры фитопланктона озера является преобладание в его составе диатомовых (в основном пеннатных), высокое видовое разнообразие синезеленых и низкое зеленых (особенно протококковых, составляющих основу альгофлоры большинства пресноводных водоемов) водорослей.

3. При незначительной глубине озера отмечается значительная разница в составе фитопланктона на различных горизонтах воды, что связано с особенностями его гидрологии.

4. Сообщества фитопланктона литоральной зоны и зарослей макрофитов характеризуются большим видовым разнообразием водорослей и более высокими показателями их развития (численностью и биомассой). Вероятно это обусловлено лучшим газообменом в прибрежной зоне и тем, что в светлое время суток высшие водные растения выделяют кислород.

5. В составе фитопланктона оз. Молочка выявлен вид, занесенный в Красную Книгу Самарской области - Tabellaria fenestrata.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Воденеева Е.Л. Состав и структура фитопланктона гумозно-ацидных водоемов (на примере водных объектов заповедника «Керженский»). Дисс. на соис. ... канд. биол. наук. Нижний Новгород, 2006. 165 с.

Голубая книга Самарской области. Самара, 2007. 199 с.

Краснова Е.С., Уманская М.В., Горбунов М.Ю. Физико-химическая характеристика сульфидных озер и источников северо-востокаСамарской области // Известия Самарского научного центра PАH. 2008. Т. 10. №2. С. 488-498.

Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. М., 1975. 240 с.

Охапкин А.Г. Видовой состав фитопланктона как показатель условий существования в водотоках разного типа // Ботан. журн. 1998. № 9. С. 1-12.

Павлова О.А. Современное состояние фитопланктона Суздальских озер г. Санкт-Петербурга // Эколого-физиологические исследования водорослей и их значение для оценки состояния природных вод. Ярославль, 1996. С. 79-81. - Памятники природы Куйбышевской области. Куйбышев, 1986. 157 с.

Саксонов С.В., Иванова А.В., Ильина В.Н., Раков Н.С., Силаева Т.Б. Флора озера Молочка и его ближайших окрестностей в Самарской области (Высокое Заволжье, Сокский флористический район) // Фиторазнообразие Восточной Европы. 2007. №2. С. 77-98.

Тарасова Н.Г. Состав, сезонная динамика и инвазийные виды фитопланктона Куйбышевского водохранилища. Дисс. .канд. биол. наук. Тольятти, 2005. 146 с. - Тарасова Н.Г. Фитопланктон Верхнего пруда Ботанического сада: таксономический состав и экологогеографическая характеристика // Самарская Лука: Бюл. 2007. Т.16. № 1-2 (19-20). С. 156-166. -Трифонова И.С. Экология и сукцессия озерного фитопланктона. Л.: Наука, 1990. 180 с.

Фитопланктон Нижней Волги. Водохранилища и низовье реки. - Санкт-Петербург, 2003.-231с

Экологические проблемы Верхней Волги. Ярославль, 2001. 427 с.

Яценко-Степанова Т.Н., Немцева Н.В., Муравьева М.Е. Эколого-структурный анализ альгофлоры Оренбуржья // Вестник ОГУ, №12(50), Оренбург, 2005. С. 66-71.

LAKES MOLOCHKA PHYTOPLANKTON

© 2009 N.G. Tarasova

Studying phytoplankton are summed up lake Molochka (the Samara area).

Keywords: phytoplankton, lake Molochka, the Samara area.