БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2012, № 1, с. 52-59
ФИТОПЛАНКТОН, ФИТОБЕНТОС, ФИТОПЕРИФИТОН
УДК 574.583(282.6)
СТРУКТУРА И ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ДИНАМИКА ФИТОПЛАНКТОНА ТАЗОВСКОЙ ГУБЫ © 2012 г. Л. А. Семенова*, М. И. Ярушина**
*Государственный научно-исследовательский институт рыбного хозяйства, 625023 г. Тюмень, ул. Одесская, 33, e-mail: g-r-c@mail.ru **Институт экологии растений и животных Уральского отделения РАН, 620144 г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202 Поступила в редакцию 02.12.2010 г.
Представлены результаты обобщения многолетних исследований водорослей планктона Тазовской губы. Всего выявлено 399 таксонов видового и подвидового рангов, представленных 327 видами из 128 родов, 55 семейств, 25 порядков и 8 отделов. Дан анализ таксономической и эколого-географиче-ской структуры планктонной альгофлоры. Выявлены основные особенности структурной организации и пространственно-временной динамики численности и биомассы пелагических альгоценозов.
Ключевые слова: фитопланктон, видовой состав, численность, биомасса, эстуарий.
ВВЕДЕНИЕ
Эстуарные экосистемы — уникальные природные образования, в которых с высокой интенсивностью происходит круговорот вещества и энергии. Основной компонент эстуарных экосистем — фитопланктон, главный продуцент органического вещества, определяющий продуктивность водоема в целом.
Исследования флоры водорослей Тазовской губы немногочисленны и начаты в первой половине ХХ в. [5, 14, 15]. Однако литературные данные фрагментарны и не дают целостного представления о структуре фитопланктона, систематическое изучение которого в эстуарной области р. Оби ведется в последние три десятилетия [2, 3, 11—13].
Цель работы — анализ таксономической структуры планктонной альгофлоры Тазовской губы, характеристика эколого-географических особенностей, пространственного распределения и временной динамики численности и биомассы фитопланктона на основе многолетних наблюдений.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Тазовская губа относится к пресноводной части эстуарной зоны р. Оби, с востока она впадает в Обскую губу (рис. 1). Протяженность Тазовской губы 314 км, ширина — от 7 до 42 км [1]. Для водоема, расположенного за полярным кругом, характерно длительное стояние ледового покрова (8—9 мес). Летом температура воды поднимается до 12— 15°С, в прибрежье — до 18—19°С. Осенью колеблется в пределах 2—11°С. Обская и Тазовская губы
подвергаются интенсивной антропогенной нагрузке.
Тазовская губа условно поделена на три части: северная — от линии, соединяющей м. Трехбугор-ный с м. Круглый до м. Поворотного; средняя — до м. Юмпурсале; южная — до края дельты р. Таз. Исследования проводили в русловой части Тазовской губы на пяти участках: 1 — (в северной части) от м. Трехбугорного до м. Чугорь (глубина 12 м); в средней части: 2 — район пос. Антипаюта (7 м), 3 — район бухта Лагуна (5 м), 4 — район м. Пойло-восале (4 м), 5 — (в южной части) на пяти створах от м. Юмпурсале до м. Неросале (2—3 м); на каждом створе в двух точках: в центре (русло) и в правобережье (литораль) (рис. 1).
Материал собран в разные периоды вегетационных сезонов 1981—2009 гг. В северной и средней частях эстуария в 1980—1990 и 2002-е гг. пробы фитопланктона объемом 0.5—1 л отбирали с поверхности батометром Молчанова и фиксировали 4%-ным раствором формальдегида. В дальнейшем пробы отбирали батометром Рутнера и фиксировали раствором Люголя с добавлением ледяной уксусной кислоты и формальдегида (2005—2009 гг., северная часть) или 4%-ным раствором формальдегида (2004 г., южная часть). Всего собрано 360 проб.
Водоросли концентрировали отстаиванием с последующим фильтрованием через мембранные фильтры с диаметром пор 1.0—2.5 мкм. Численность клеток (Щ) учитывали в счетной камере Нажотта, биомассу (В) определяли счетно-объемным методом [8]. К категории доминирующих от-
типаюта
Рис. 1. Карта-схема устьевой области р. Оби: 1—5 — номера участков.
носили виды, составляющие >10% суммарной численности и биомассы фитопланктона [6]. Для оценки флористического сходства использовали коэффициент Серенсена (К) [9]. Таксономическое разнообразие анализировали по аналогии с методами флористики сосудистых растений [16]. Для определения диатомовых водорослей готовили постоянные препараты [4], таксономическую принадлежность уточняли в ТЭМ и СЭМ в Институте биологии внутренних вод РАН [2, 3].
Годы исследований различались температурным режимом и водностью: 1981 г. был маловодным и теплым (объем годового стока 366 км3), 1982 г. — экстремально маловодным (307 км3), 1983, 1995-1996, 2002-2009 гг. - средние по водности. К теплым отнесены годы с максимальной
летней температурой воды 14-15°С (1995-1996, 2004, 2005, 2009 гг.). При анализе сезонной динамики фитопланктона, учитывая местные климатические особенности, условно считали июль периодом биологической весны, а вторую половину октября - началом зимы.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Флора планктонных водорослей эстуарной зоны Тазовской губы включает 327 видов, 399 видовых и внутривидовых таксона из 128 родов, 55 семейств, 25 порядков и 8 отделов (табл. 1). Ядро флоры составляют диатомовые (41.4% общего числа таксонов), зеленые (35.1%), синезеленые (13.8%). Менее разнообразно представлены золо-
Таблица 1. Таксономическая структура (число таксонов) альгофлоры планктона Тазовской губы
Отдел Порядки Семейства Роды Виды Разновидности и формы Определено до рода Виды и разновидности
Cyanophyta 3 9 16 35 20 5 55
Chrysophyta 2 3 6 15 1 2 16
Bacillariophyta 7 18 35 133 32 19 165
Xanthophyta 2 2 3 4 - 1 4
Cryptophyta 1 1 1 5 - - 5
Dinophyta 2 2 3 1 - 2 1
Euglenophyta 1 1 4 12 1 4 13
Chlorophyta 7 19 50 122 18 12 140
Всего 25 55 128 327 72 45 399
тистые и эвгленовые - соответственно 4 и 3.2%. Разнообразие других отделов невысокое. Флористическое богатство трех первых отделов характерно и для флоры планктонных водорослей в пресноводной части эстуария р. Оби [11]. На уровне классов наибольшим разнообразием характеризуются РеппаШрИусеае (33.3%) и СЫого-соссорИусеае (28.6%), на уровне порядков -Raphales (26.1%) и СЫогососса^ (25.6%). В число ведущих входят 13 семейств, включающих более половины (65.7%) всего видового состава. С од-ним-двумя видами встречено 19 семейств, что составляет 34.5% их общего количества. Анализ родового спектра показал, что 11 ведущих родов, составляющих 8.6% всего родового состава, включают 40.4% общего числа видов, 50 родов -по одному виду. Пропорции флоры 1 : 2.3 : 7.2. Родовая насыщенность 3.1. Концентрация видов в малом числе родов и семейств свидетельствует об аллохтонном происхождении планктона Тазовской губы.
В альгоценозах преобладают истинно планктонные виды (51.3% видового состава) с участием бентосных форм (17.8%) и обрастаний (9.8%). Высока доля эвритопных водорослей (19.3%), развивающихся и в двух-трех местообитаниях. Подавляющее число видов (71.4%) космополиты (доля арктоборельных видов достигает 18.3%), индифферентными к величине минерализации вод (65.2%). Преобладание индифферентных к величине рН водорослей (23.8%) и алкалифилов (26.1%) свойственно околонейтральным и слабощелочным водам в Тазовской губе. Ацидофилов и ацидобионтов немного (6.5%). Среди видов-индикаторов сапробности преобладают р-мезоса-пробные формы (40.4% общего числа видов-индикаторов), при этом достаточно высок вклад водорослей, предпочитающих воды с пониженным содержанием органического вещества (ксено- и олигосапробные виды - 24.6%) и видов, развиваю-
щихся в переходной зоне между олиго- и ß-мезоса-пробной (22.2%). Водоросли, предпочитающие воды с повышенным содержанием органического вещества (сапробность от ß—а — до а-мезосапроб-ной) составили 12.8%.
В фитопланктоне северной части Тазовской губы обнаружено 277 таксонов рангом ниже рода из 8 отделов. Альгоценоз достаточно разнообразен, представлен широко распространенными планктонными видами. Основную роль в сложении альгоценозов играли диатомовые, зеленые и си-незеленые водоросли (91% общего состава). Доля золотистых, желто-зеленых, динофитовых, крип-тофитовых и эвгленовых не превышала 9%. Сходство видового состава в разные годы высокое (Ks = = 0.6...0.75), что свидетельствует о сравнительно близких условиях формирования сообщества.
Среднесезонные численность и биомасса фитопланктона северной части Тазовской губы в период 1981—2009 гг. изменялись соответственно от 5.6 ± 1.7 до 12.8 ± 1.8 млн кл./л и от 0.8 ± 0.2 до 6.1 ± 1.1 мг/л (табл. 2). В сезонной динамике фитопланктона (рис. 2) после вскрытия губы, как правило, наблюдалось интенсивное развитие диатомовых, составляющих 99% общей численности и биомассы. В их составе преобладали те же весенние формы, что и в эстуарной области р. Оби (Asterionella formosa Hass. и виды из рода Aulacoseira Thw.), а также летние мелкоразмерные формы Stephanodiscus Ehr. и Cyclotella Kütz. Наибольшая за весь период исследований биомасса диатомовых и всего фитопланктона отмечена в июле 1982 г. при прогреве воды до 6°С. Самые ранние сроки вегетации синезеленых водорослей (13—24% N) отмечены в конце июля 1981 и 2002 гг. при прогреве воды >10°С. При этом доля диато-мей оставалась достаточно высокой (81—84% N и 96—98% B) за счет развития крупноклеточных видов рода Aulacoseira. При дальнейшем повышении температуры воды формировался летний
комплекс, достигающим высокой плотности в 1996, 2005, 2008, 2009 гг. В этот период в массе развивались синезеленые, максимум которых наблюдался при прогреве воды до 15°С в середине августа 2009 г., в 1982 и 1983 гг. не отмечен. Основу численности составляли виды из родов Oscillatoria Vauch., Aphanizomenon Moor., иногдаAnabaena Bo-ry, Microcystis (Kütz.) Elenk., основу биомассы (82%) — крупноклеточные диатомовые Aulacoseira ambigua (Grun.) Sim., A. granulata (Ehr.) Sim., A. subarctica (O. Müll.) Haworth.), A. italica ((Kütz.) Sim. и очень редко виды рода Fragilaria Lyngb.
Осенью при температуре воды >8°С в теплый маловодный (1981) и теплый средневодный (2009) годы за счет высокого обилия синезеленых формировался осенний подъем численности фитопланктона при низкой биомассе (рис. 2а). Максимальная за весь пери
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.