научная статья по теме ВИДОВОЙ СОСТАВ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАТОМОВЫХ ВОДОРОСЛЕЙ В СФАГНОВЫХ БОЛОТАХ ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ: ЭКОСИСТЕМЫ ПРИВОЛЖСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ Биология

Текст научной статьи на тему «ВИДОВОЙ СОСТАВ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАТОМОВЫХ ВОДОРОСЛЕЙ В СФАГНОВЫХ БОЛОТАХ ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ: ЭКОСИСТЕМЫ ПРИВОЛЖСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ»

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.

Показать целиком