Фитопланктон озера Голубое (Самарская область)

Н.Г. Тарасова

ФИТОПЛАНКТОН ОЗЕРА ГОЛУБОЕ

N. G. Tarasova

PHYTOPLANKTON OF LAKE GOLUBOYE

Ключевые слова: фитопланктон, водоросли, виды-индикаторы, сапробность, численность, биомасса.

Key words: phytoplankton, algae, indicating species, suprobity, number, biomass.

Аннотация

Фитопланктон озера Голубое отличается низким видовым разнообразием и количественным развитием водорослей. Наибольшим числом таксонов водорослей рангом ниже рода отличался отдел диатомовых, затем следовали синезеленые водоросли. Наибольшая численность и биомасса фитопланктона отмечались на глубине до 3 м. В эколого-географическом отношении основная масса водорослей представлена планктонными формами, видами-космополитами, индифферентами по отношению к солености воды и алкалифилами по отношению к рН. Среди водорослей-индикаторов органического загрязнения преобладают показатели его низкой степени.

Abstract

Phytoplankton of Lake Goluboye consists not of many species or possesses high density. Most taxons belong to diatoms and then to cyanobacteriae. The most of plankton in terms of number and biomass is recorded on depth up to 3 meters. As to eco-geographical measures, the majority of algae consists of plankton forms, cosmopolite species, indifferent to salinity and alkaliphilic to pH. Species which indicate organic pollution predominantly display only a small scale.

Недалеко от с. Старое Якушкино Сергиевского района Самарской области находится уникальный водоем, являющийся памятником природы областного значения -карстовое озеро Голубое. Оно представляет собой провал диаметром около 40 м и максимальной глубиной 23 м [1]. Водоем образован мощными сероводородными источниками, выбивающими из земли. Расход воды составляет 6220 м в сутки [6]. Интенсивное поступление подземных холодных вод обусловливает постоянную, достаточно низкую температуру воды в озере: по литературным данным она не превышает 7,5-8 оС [1], максимальная температура, зарегистрированная во время наших наблюдений, составляла 11 оС. Прозрачность воды - до дна. Площадь водного зеркала озера составляет 1086,31 м2. Изумрудно-голубой цвет воды связан с наличием в ней сероводорода, который выделяется из илов в процессе сероводородного брожения.

Проводя анализ описаний той местности, где ныне расположено озеро, сделанных русскими путешественниками П.С. Палласом в 1773 г. и академиком И.И. Лепехиным в 1821 г., профессор Самарского педагогического университета В.И. Матвеев приходит к выводу, что в те времена озера еще не было [4]. Первые упоминания о нем принадлежат писателю

И.С. Аксакову, который описывал водоем в своих «Письмах с серных вод к родителям» [4]. В 1851 г. оренбургский краевед П.С. Лосиевский сделал подробное описание озера в «Вестнике географического общества». Он указывает, что его диаметр составляет 16 м, а глубина 40 м [4]. Озеро Голубое - относительно молодой водоем, ему чуть более 230 лет [2].

По химическому составу воды озера относятся к сульфатно-кальциевому типу. Общая минерализация составляет 2,26 г/л, а формула ионного состава имеет вид [3]

S048lнc0зl6 аэ .

Ca86Mg13Na+K1

Начиная с 1999 г. нами эпизодически исследовался фитопланктон этого озера. Работы проводились в августе 1999 г., октябре 2003 г., мае 2007 г., июле 2008 г., и мае 2009 г. В 2007 и 2008 гг. изучали вертикальное распределение водорослей с интервалом отбора 1 м до глубины 5 м, далее через 5 м; в остальное время наблюдали только за фитопланктоном поверхностного слоя воды. За весь период была отобрана и обработана 21 проба фитопланктона. Исследования проводили по стандартным гидробиологическим методикам [5]. Первые данные о составе фитопланктона озера опубликованы нами в 2007 г. [7].

В результате проведенной работы нами было установлено, что фитопланктон озера Голубое-1 отличается невысоким числом видов. Всего в его составе было зарегистрировано 49 таксонов водорослей, рангом ниже рода из 7 отделов (табл.1). Наибольшим видовым разнообразием отличался отдел диатомовых водорослей, в котором сосредоточено 43 % их общего числа видов разновидностей и форм. Водоросли этого отдела представлены в основном пеннатными формами, которые, вероятно, попадали в планктон из обрастаний и ила, покрывающих склоны воронки. Синезеленые водоросли по числу видовых таксонов занимали второе место. На долю водорослей этого отдела приходилось 27 % от общего числа водорослей, рангом ниже рода. Хочется отметить, что в большей части пресных континентальных водоемов синезеленым водорослям принадлежит третья-четвертая позиция по числу видовых и внутривидовых таксонов. Зеленые водоросли, которые отличаются обычно наибольшим видовым разнообразием в водоемах средних широт, представлены в озере Голубое всего 7 таксонами, рангом ниже рода и занимали третье место по их числу, что составляет 14 % от общего числа таксонов водорослей, рангом ниже рода. Водоросли остальных отделов характеризовались очень незначительным числом видов, разновидностей и форм (от 1 до 3), и соответственно составляли: криптофитовые 6 %, золотистые и эвгленовые по 4 % и динофитовые 2 % от их общего числа.

Таблица 1 - Таксономическая структура альгофлоры планктона озера Голубое-1

Самарской области

Отдел Число Число таксонов Итого рангом ниже рода

классов поряд- ков се- мейств родов видо- вых внутри- видовых

СуапорЬуІа 2 2 2 6 13 0 13

СЬгуворЬуІа 1 1 2 2 2 0 2

БасШагіорЬуІа 2 3 9 12 18 3 21

СгурІюрЬуІа 1 1 1 2 3 0 3

БіпорЬуІа 1 1 1 1 1 0 1

Е^ІепорЬуІа 1 1 1 1 2 0 3

СЫогорЬуа 3 3 4 6 6 1 7

Всего 11 12 20 30 45 4 49

При общем низком видовом разнообразии удельное число видов (в одной пробе) также очень мало. В некоторых пробах (3 из 21) водорослей не было встречено вовсе. Максимальное удельное число видов водорослей (16) было зарегистрировано в 2007 г. на глубине 3 м, в основном они были представлены пеннатными диатомовыми водорослями (12 видов). В литоральной зоне водоема удельное число видов водорослей было также незначительно (6).

Эколого-географический анализ зарегистрированных видов водорослей показал, что в зависимости от местообитания это в основном планктонные формы (табл. 2). Они составляли больше половины от числа видов, для которых известна эта характеристика. Подавляющее число отмеченных нами в озере Голубом таксонов водорослей имеют широкое географическое распространение - более 90 % видов, для которых оно известно -космополиты. Среди видов-индикаторов солености воды - более 70 % являются индифферентными к этому показателю формами. По отношению к кислотности среды в водоеме преобладали виды-алкалифилы (более 50 %), достаточно высок показатель индифферентов (45 %). Из 49 зарегистрированных таксонов водорослей рангом ниже рода 90 % являются видами - показателями различной степени органического загрязнения водоема (видами-сапробионтами). Среди них преобладают водоросли, показатели низкой степени содержания органического вещества (от о до о-а сапробной зоны), они составляли 48 % от общего числа видов-сапробионтов. На долю видов, показателей средней степени органического загрязнения (Р-мезосапробов), приходилось 34 %. Меньше всего в Голубом встречено видов водорослей, индикаторов высокой степени органического загрязнения (Р-а - Р-р сапробов), их доля составляет всего 18 %.

Таблица 2 - Распределение числа видов, разновидностей и форм водорослей

в альгофлоре планктона озера Голубое по эколого-географическим группам

Группа Число таксонов Процент Группа Число таксонов Процент

по местообитаниям по отношению к солености воды

Планктонный 26 54 Галофоб 2 5

Бентосный 9 19 Олигогалоб 6 14

Литоральный 6 13 Мезогалоб 1 2

Обрастатель 4 8 Галофил 3 7

Бентосно- 3 4 Индифферент 31 72

планктонный Всего 43 100

Всего 48 100

по ра н и н а а т с о а с с ию вид о и ю 0 р с а с 1 3 (—Г нты

Космополит 41 93 о 4 9

Альпийский 1 2 о-р 6 14

Бореальный 2 5 р-о 5 11

Всего 44 100 о-а 6 14

в 15 34

Р-а 4 9

а-в 3 7

Р-р 1 2

Всего 44 100

по отно! лению к рН

Алкалифил+ 17 51

Алкалибионт

Индифферент 15 45

Ацидофил+ 1 4

Ацидобионт

Всего 33 100

Наряду с низким видовым разнообразием количественное развитие фитопланктона в озере Голубое также невелико. За все время исследований численность изменялась в пределах от 0 до 2,2 млн кл/л, а биомасса от 0 до 0, 36 мг/л. Максимальные показатели численности отмечались в литоральной зоне озера и были связаны с развитием фитопланктона видов рода ОБсПЫопа: OscШatoria acutissima Кий1". и O. limnetica Ьешш. В пелагической части водоема только однажды численность превысила 1 млн кл/л. Максимальные показатели биомассы отмечались в июле 2007 г. на глубине 3 м и были связаны с развитием здесь крупноклеточной диатомовой водоросли Stauroneis phoenicentron (М^сЬ.) ЕИг.

Как показал анализ вертикального распределения водорослей в озере Голубое, наиболее активно водоросли развиваются в слое воды от 0 до 3 м (рис. 1). Максимальные показатели численности и биомассы фитопланктона в 2007 г. отмечались на глубине 3 м, а в 2008 - 0,5м. На этих же горизонтах отмечалось и максимальное удельное число видов (соответственно 16 и 11).

В составе доминирующего комплекса видов водорослей верхних горизонтов -виды рода OscШatoria, способные развиваться в условиях пониженных температур и приспособленные к осмотрофному типу питания [8]. Ниже глубины 3 м удельное число видов не превышало 5, все они имели очень низкую численность и играли приблизительно одинаковую роль в формировании общей численности и биомассы фитопланктона.

А Б

численность, млн кл/л

' УЛЛЛЛЛЛ. ЧАЛА*

биомасса, мг/л

0,15 0,3 0,45

глубина, м

Рисунок 1 - Вертикальное распределение численности и биомассы фитопланктона в озере Голубом в мае 2007 г.

Таким образом, на основании вышеизложенного материала можно сделать следующие заключения:

1. Фитопланктон холодноводного, содержащего сероводород озера Голубое отличается низким видовым разнообразием водорослей. В его составе зарегистрировано всего 49 таксонов водорослей рангом ниже рода.

2. Наибольшим числом таксонов отличался отдел диатомовых водорослей, представленный в основном пеннатными формами, на втором месте - синезеленые. Зеленые водоросли, наиболее разнообразные по числу видов, разновидностей и форм в основной массе водоемов средних широт, занимают здесь третью позицию.

3. В эколого-географическом отношении основная масса водорослей представлена планктонными формами, видами, имеющими широкое географическое распространение, индифферентами по отношению к солености воды и алкалифилами по отношению к рН. Среди водорослей-индикаторов органического загрязнения преобладают показатели его низкой степени.

4. Показатели численности и биомассы фитопланктона в озере Голубое невысокие. Численность только эпизодически превышает 1 млн кл/л, и только в литоральной части водоема.

5. Как показал анализ вертикального распределения фитопланктона в озере Голубое, максимального развития водоросли достигают до глубины 3 м. В нижних горизонтах воды периодически отмечалось их полное отсутствие.

6. Наибольшего развития в водоеме достигают виды рода ОБсПЫопа из отдела синезеленых водорослей, развивающиеся при пониженных температурах и обладающие способностью к осмотрофному типу питания. Возможно, они попадают в воду из обрастаний и ила, покрывающих стенки карстовой воронки.

Библиографический список

1. Голубая книга Смарской области: редкие и охраняемые гидробиоценозы. -Самара, 2007. - 199 с.

2. Ильина Н.С., Матвеев В.И., Митрошенкова А.Е. Динамика флоры карстового озера Голубое за последние 150 лет // Гидроботаника-2000: Материалы международной конференции. - Борок, 2000. - С. 145-149.

3. Краснова Е.С., Уманская М.В., Горбунов М.Ю. Физико-химическая характеристика сульфидных озер и источников северо-востока Самарской области // Известия Сам. НЦ РАН. Т. 10, № 2. 2008. С. 488-498.

4. Матвеев В.И., Ткаченко К.С., Таразанов В.В. «Голубая жемчужина» Самарской области // Исследования в области биологии и методики ее преподавания. - Самара: СамГПУ, 2003. - С. 237-243.

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

6. Памятники природы Куйбышевской области. - Куйбышев: Куйбышевское книжное издательство, 1986. - 157 с.

7. Тарасова Н.Г. Фитопланктон Голубых озер (Самарская область) // Озерные экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация, качество воды: Материалы III Международной научной конференции, 17-22 сентября, 2007 г. С. 185-186.

8. Трифонова И.С. Экология и сукцессия озерного фитопланктона. - Л.: Наука, 1990. - 180 с.