БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2008, № 4, с. 39-47
= ФИТОПЛАНКТОН, ФИТОБЕНТОС, ФИТОПЕРИФИТОН =
УДК 582.26:581.4
ВИДОВОЙ СОСТАВ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАТОМОВЫХ ВОДОРОСЛЕЙ В СФАГНОВЫХ БОЛОТАХ ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ: ЭКОСИСТЕМЫ ПРИВОЛЖСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ
© 2008 г. М. С. Куликовский
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузский р-н, e-mail: max-kulikovsky@yandex.ru Поступила в редакцию 20.04.2007 г.
Изучен видовой состав диатомовых водорослей в десяти сфагновых болотах Приволжской возвышенности (Пензенская обл.). Проведен систематический и эколого-географический анализ флоры. Выявлено большое количество водорослей (291 вид и внутривидовой таксон), различающихся по своим экологическим особенностям и частоте встречаемости в пробах. Установлена горизонтальная гетерогенность сообществ диатомовых в сфагновом покрове: уменьшение числа видов от центра к периферии болота.
ВВЕДЕНИЕ
Диатомовые водоросли - постоянный компонент биоты сфагновых болот. Их изучение на территории России и сопредельных стран проводилось в основном в середине прошлого столетия с использованием световой микроскопии. Работы по ВасШагюрИу1а болот связаны преимущественно с изучением морфологии и систематики некоторых родов пеннатных диатомовых водорослей [38, 43], центрические изучены в меньшей степени [7, 8].
Цель работы - выявление состава диатомовых водорослей болот Приволжской возвышенности в пределах Пензенской обл., систематический и эколого-географический анализ флоры и установление закономерностей распределения видового богатства ВасШагюрИу1а в сфагновых массивах.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводили на 10 сфагновых болотах Пензенской обл., расположенной в лесостепной зоне Восточно-Европейской (Русской) равнины и занимающей среднюю и западную части Приволжской возвышенности [24]. Распространение сфагновых болот, как и сосновых лесов, приурочено к территориям, занятым кварцевыми песками [25]. Сфагновые болота расположены в восточной части Пензенской обл., Засурском возвышенном лесном районе. Все моховые болота Пензенской обл. своим происхождением связаны с зарастанием озерных водоемов, приуроченных к водоразделам и надпойменным террасам. Моховой покров изученных болот сла-
гался следующими видами сфагнума: Sphagnum magellanicum Brid., S. centrale C. Lens., S. angustifo-lium (Russ.) C. Jens., S. papillosum Lindb. и др. [20].
Материалом послужили 109 проб, отобранных в 2002-2005 гг. из десяти сфагновых болот Пензенской обл. (54°-52° с.ш., 45°-46° в.д.): Безымянное (Бессоновский р-н), Наскафтымское (Шемы-шейский р-н), Иванырское (Лунинский р-н), Чи-бирлейское, Верхозимское 1, Верхозимское 2, Верхозимское 3 (Кузнецкий р-н), Пестровское, Ильминское (Никольский р-н), Качимское (Сос-новоборский р-н).
В болотах оценивали электропроводность карманным кондуктометром, окислительно-восстановительный потенциал и рН - потенциометрами фирмы "Hanna", температуру измеряли спиртовым термометром. Сфагновые болота Приволжской возвышенности различались физико-химическими параметрами среды. Величина рН варьировала от 4.4 до 5.1, окислительно-восстановительный потенциал - от -38 до 179.3 мВ, электропроводность - от 27.3 до 54 мкСм/см, температура - от 17 до 27°С (табл. 1).
Клетки освобождали от органической части методом холодного сжигания [2]. Препараты просматривали в трансмиссионном (Н-300) и сканирующем (JSM-25S) электронных микроскопах.
В работе применена классификация диатомовых водорослей, разработанная З.И. Глезер и др. [9] с последующими изменениями и дополнениями [10]. При определении диатомей использованы систематические обзоры и флоры по отдельным регионам с учетом современных взглядов на систематическое положение таксонов родового и видового рангов [31-51].
Таблица 1. Некоторые физико-химические параметры среды в различных биотопах изученных сфагновых болот в 2004 г.
Болото Дата отбора проб Биотоп рН Окислительно-восстановительный потенциал, мВ Электропровод-ность, мкСм/см Температура, °С
Качимское 27. VI В сфагновом покрове 4.3 215 45 23
Кочка с разными видами сфагнума 3.6 158 32 22
Обводненная канава, детрит 5.2 165 23 28
Среднее 4 179 33 24
Верхозимское 1 28. VI Небольшое озерко в центре болота 5.7 120 20 30
В сфагновом покрове 4.4 210 43 23
Понижение между кочками осоки 5.0 138 19 26
Среднее 5 156 27 26
Верхозимское 2 28. VI Лужа в сфагнуме с гниющими остатками высших растений 5.0 -16 49 23
Небольшое озерко в центре болота 5.7 81 56 31
В сфагновом покрове 4.6 -103 57 28
Среднее 5 -38 54 27
Чибирлейское 29.VI Сфагнум, погруженный в воду озерка в центре болота 5.2 -23 23 27
Обводненная часть сфагнового покрова в центре недалеко от озерка 4.4 85 38 22
Сфагнум в середине болота 3.8 209 79 23
Среднее 5 90 47 24
Безымянное V-X Торф обводненной канавы по периферии болота 5.2 175.7 30.8 15.7
Обводненная часть периферии болота 4.5 148.5 25.2 16.5
Средняя зона болота, в сфагновой кочке 4.2 154 44.2 18.8
Средняя зона болота, в понижении 4.0 155 44.3 17.2
Центральная, менее обводненная зона, под миртом болотным 4.0 193.2 56.3 18.3
Среднее 4 166 40 17
Результаты обрабатывали с помощью стандартных пакетов статистических программ (Sta-tistica 6.0, Microsoft Excel), кластерный анализ осуществляли с применением индекса Чекановско-го-Съеренсена [3, 22], включение переменных -по методу невзвешенного попарного среднего.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В десяти сфагновых болотах Приволжской возвышенности выявлен 291 вид и внутривидовой таксон диатомовых водорослей, относящийся к 2 классам, 6 порядкам, 17 семействам (табл. 2).
Центрические диатомовые водоросли представлены 30 видами и внутривидовыми таксонами из 4 порядков и 5 семейств (табл. 2). Доминируют порядки Thalassiosirales и Aulacoseirales. Пеннат-
ные диатомовые включают 261 вид и внутривидовой таксон или 89.7% выявленной флоры сфагновых болот Приволжской возвышенности. Шовные диатомовые значительно превышают разнообразие бесшовных. Наибольшее количество видов среди бесшовных диатомовых выявлено в родах Fragilaria и Staurosira. В порядке шовных диатомовых наибольшее количество видовых и внутривидовых таксонов характерно для родов Pinnularia, Navicula s. str., Eunotia, Nitzschia.
В сфагновых болотах западной части Приволжской возвышенности бентосные диатомовые (85.6%) преобладают над планктонными (14.4%). Мезогалобы представлены одним видом (0.3% флоры) - Planothidium delicatulum (Kutzing) Round & Bukhtiyarova. Среди олигогалобов преобладают индифференты (30.9%). Галофобы и га-
Таблица 2. Систематический состав диатомовых водорослей в сфагновых болотах Приволжской возвышенности
Таксон Количество видовых и внутривидовых таксонов Доля во флоре, %
Класс Centrophyceae 30 10.3
Порядок Thalassiosirales 15 5.1
Сем. Thalassiosiraceae Lebour emend. Hasle 2 0.7
Thalassiosira Cleve 2 0.7
Сем. Stephanodiscaceae Makarova 13 4.4
Stephanodiscus Ehrenberg 7 2.4
Cyclostephanos Round 1 0.3
Cyclotella Kützing 5 1.7
Порядок Melosirales 1 0.3
Сем. Melosiraceae Kützing 1 0.3
Melosira Agardh 1 0.3
Порядок Aulacosirales 13 4.5
Сем. Aulacosiraceae Moisseeva 13 4.5
Aulacoseira Thwaites 13 4.5
Порядок Pseudopodosirales 1 0.3
Сем. Radialiplicataceae Gleser et Moisseeva 1 0.3
Ellerbeckia Crawford 1 0.3
Класс Pennatophyceae 261 89.7
Порядок Araphales 29 10
Сем. Fragilariaceae (Kützing) De Toni 25 8.6
Asterionella Hassall 2 0.7
Fragilaria Lyngbye 13 4.5
Fragilariforma Williams & Round 1 0.3
Hannaea Patrick 1 0.3
Pseudostaurosira Williams & Round 3 1
Staurosira Ehrenberg 5 1.7
Сем. Diatomaceae Dumortier 3 1
Diatoma Bory 1 0.3
Meridion Agardh 2 0.7
Сем. Tabellariaceae Schütt 1 0.3
Tabellaria Ehrenberg 1 0.3
Порядок Raphales 232 79.7
Сем. Naviculaceae Kützing 141 48.5
Aneumastus Mann & Stickle 2 0.7
Brachysira Kützing 4 1.4
Cavinula Stickle 1 0.3
Chamaepinnularia Lange-Bertalot & Krammer 2 0.7
Craticula Grunow 4 1.4
Diadesmis Kützing 1 0.3
Eolimna Lange-Bertalot & Schiller 1 0.3
Frustulia Rabenhorst 5 1.7
Geissleria Lange-Bertalot & Metzeltin 3 1
Gyrosigma Hassall 1 0.3
Hippodonta Lange-Bertalot, Metzeltin, Witkowski 1 0.3
Таблица 2. Окончание
Таксон Количество видовых и внутривидовых таксонов Доля во флоре, %
Kobayasiella Lange-Bertalot 2 0.7
Luticola Mann 7 2.4
Mayamaea Lange-Bertalot 5 1.7
Navicula Bory s. str. 29 10
Navicula Bory s. l. 5 1.7
Neidium Pfitzer 5 1.7
Parlibellus Cox 1 0.3
Pinnularia Ehrenberg 50 17.2
Placoneis Mereschkowsky 3 1
Sellaphora Mereschkowsky 4 1.4
Stauroneis Ehrenberg 5 1.7
Сем. Eunotiaceae Kützing 22 7.6
Eunotia Ehrenberg 22 7.6
Сем. Rhoicospheniaceae Mann 1 0.3
Rhoicosphenia Grunow 1 0.3
Сем. Epithemiaceae Grunow 4 1.3
Epithemia Brebisson 3 1
Denticula Kützing 1 0.3
Сем. Achnanthaceae Kützing 16 5.5
Achnanthes Bory s.l. 1 0.3
Achnanthidium Kützing 1 0.3
Cocconeis Ehrenberg 4 1.4
Rossithidium Round & Bukhtiyarova 1 0.3
Psammothidium Bukhtiyarova & Round 4 1.4
Lemnicola Round & Basson 1 0.3
Planothidium Round & Bukhtiyarova 4 1.4
Сем. Cymbellaceae (Kützing) Grunow 17 5.9
Amphora Ehrenberg 6 2.1
Cymbella Agardh 3 1
Encyonema Kützing 6 2.1
Encyonopsis Krammer 2 0.7
Сем. Gomphonemataceae (Kützing) Grunow 7 2.4
Gomphonema Ehrenberg 7 2.4
Сем. Nitschiaceae Grunow 16 5.5
Hantzschia Grunow 1 0.3
Nitzschia Hassall 15 5.2
Сем. Surirellaceae Kützing 8 2.7
Cymatopleura W. Smith 1 0.3
Stenopterobia Brebisson 2 0.7
Surirella Turpin 5 1.7
лофилы составляют 17.5 и 11.3% соответственно. Для 40% флоры приуроченность к группам га-лобности не установлена. Алкалифилы (31.6%)
преобладают среди других экологических групп по отношению к рН воды. За ними следуют аци-дофилы (15.1%) и индифференты (10.3%). Отно-
шение к активной реакции среды не установлено для 43% флоры. Преобладают космополиты (46.7%). Бореальные и арктоальпийские таксоны представлены меньшим количеством (14.1 и 4.1% соответственно).
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Сфагновые болота Приволжской возвышенности характеризуются высоким разнообразием диатомовых водо
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.