МОРСКАЯ БИОЛОГИЯ ^
УДК 551.46:262.54
ЛЕДОВОЕ СООБЩЕСТВО МИКРОВОДОРОСЛЕЙ В ТАГАНРОГСКОМ ЗАЛИВЕ АЗОВСКОГО МОРЯ
© 2014 г. Г. В. Ковалева1, В. В. Поважный1,2, А. Е. Золотарева1, П. Р. Макаревич3, Д. Г. Матишов1
1Институт аридных зон Южного научного центра РАН, Ростов-на-Дону 2Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону 3Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра РАН, Мурманск
e-mail: kovaleva@ssc-ras.ru Поступила в редакцию 12.04.2013 г.
Описано развитие временного ледового сообщества микроводорослей в зоне смешения солоноватых и пресных вод Таганрогского залива Азовского моря. В пробах, отобранных в феврале 2013 г. в подледной толще воды отмечены высокие численность и биомасса планктонных водорослей, а также концентрация хлорофилла "а". Впервые описано "цветение" льда в результате массового развития диатомовой водоросли Stephanodiscus hantzschii Grunow в восточной части Таганрогского залива. Приведены качественные и количественные характеристики сообщества микроводорослей, развивавшихся подо льдом, а так же данные сопутствующих гидрохимических исследований. Полученные результаты расширяют представления об общей продуктивности водоема.
Б01: 10.7868/80030157414050086
Развитию криофильной флоры в морском льду и непосредственно подо льдом в полярных регионах в настоящее время уделяется много внимания. Значительно меньше исследований посвящено изучению фито сообществ пресного льда, а также криофлоры эстуарных систем.
Традиционное представление о подледном периоде в сукцессионном цикле фитопланктонного сообщества Азовского моря предполагало его крайне низкую биомассу и продукцию. Несмотря на изученность Азовского моря в гидробиологическом аспекте, сведения о сезонном развитии микроводорослей на его акватории охватывают преимущественно период открытой воды. Данные о вегетации микроводорослей в зимний период разрозненны и немногочисленны [6; 8; 9; 10; 11; 12]. В тоже время, чтобы понять характер и причины изменений биомассы фитопланктона в течение года, необходимо иметь представление об экологии массовых видов и особенностях прохождения сезонной сукцессии во все периоды года.
Целью данной работы стало описание временного ледового сообщества микроводорослей и подледного фитопланктона дельты р. Дон и Таганрогского залива, находящегося под воздействием речного стока.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Таганрогский залив — один из самых изученных районов Азовского моря. Восточная его часть, принимающая сток р. Дон, характеризуется небольшими глубинами и резкими колебаниями основных параметров среды в результате сгон-но-нагонных явлений. Для этого района характерна наибольшая продолжительность ледового периода, значительная нагрузка биогенного стока и сильно выраженный горизонтальный градиент солености [4].
Отбор проб микроводорослей, гидрохимических проб и проб для определения концентрации хлорофилла "а" (хл "а") в воде и льду выполнялись 29—31 января 2013 г. на трех станциях, расположенных в кутовой части Таганрогского залива (с. Займо-Обрыв, ст. 1), на косе Павло-Очаковская (ст. 2) и в дельте р. Дон (Свиное гирло, ст. 3) (рис. 1). При отборе проб льда мотобуром и ручной пилой вырезался образец размером ~50 х 50 см, из которого на воздухе тотально (без разделения на горизонты) отбирались гидробиологические и гидрохимические пробы.
Определение гидрохимических показателей и концентрации хл "а" выполнялись в лабораторных условиях. Пробы льда были растоплены при комнатной температуре. В пробах определялись электропроводность (а), рН, ЕЙ, щелочность (НС03), концентрация кислорода (в воде), растворенных минеральных форм азота (Нмин) и фос-
659
6*
30'
39°00'
39°19'
47°
19'
47°
00'
Рис. 1. Места отбора проб (1 — с. Займо-Обрыв, 2 — Павло-Очаковская коса, 3 — дельта р.Дон, Свиное гирло).
фора (Рмин) по [16]; валового (N,PB3J) и общего растворенного азота и фосфора (N,PpacT) по [17] (табл. 1, 2). Определение хл "а" и других фитопигментов в воде и льду проводилось по ГОСТ 17.1.04.02.-90 спектрофотометрически. Концентрация общей взвеси (TSS) и взвешенного органического углерода (POC) определялась по [1], растворенного органического углерода (DOC) — CHN-анализатором Analytic Jena.
Количественные пробы фитопланктона отбирали из поверхностного слоя воды во флаконы объемом 0.7 л. Образцы льда с водорослями (качественные пробы) растапливали при комнатной температуре. Пробы фиксировали кислым раствором Люголя и в лабораторных условиях концентрировали осадочным методом до конечного объема 50—100 мл. Для определения таксономического
состава и количественного учета фитопланктона, сконцентрированные пробы анализировали с использованием светового микроскопа Leica DME в камере Ножотта (0.1 мл) при увеличении х400. Крупные формы микроводорослей (более 50 мкм) учитывали во всей камере Ножотта, в двух—трех повторных наполнениях, прочие виды считали в нескольких полосах камеры (до 400 клеток). Для расчета численности использовали стандартные формулы [2], расчет биомассы проводили по фактическим размерам клеток, рассчитывая объем клетки по методу геометрического подобия. Таксономическую принадлежность некоторых мелких форм диатомовых водорослей определяли с использованием сканирующего электронного микроскопа Zeiss EVO 40XVP.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Характерной чертой проб, отобранных в куто-вой части Таганрогского залива, явилась высокая концентрация хл "а" в воде и льду, а также повышенная минерализация (табл. 2). На ст. 1 концентрация хл "а" , при исключительно низком содержании феофитина, в 3 раза превышала его среднегодовую концентрацию в Таганрогском заливе для периода открытой воды [18]. Интенсивное развитие водорослей в толще льда на наиболее удаленной от источника распреснения ст. 2 (концентрация хл "а" во льду была в 1.6 раз выше, чем в воде) вызывало резкое изменение рН льда, учитывая его низкую буферную емкость. Сходная высокая концентрация хл "а" была отмечена и для речного льда (ст. 3). При этом в подледной речной воде концентрация фитопигментов была низкой, а процентное содержание феофитина — крайне высоким. В воде на всех трех станциях была отмечена высокая концентрация минерального азота и его высокое процентное содержание в валовом азоте, типичное для зимнего периода (47—58%). Низкая для зимнего периода концентрация минерального фосфора и невысокая его доля в валовом фосфоре на станциях в Таганрогском заливе может быть обусловлена как интенсивным поглощением фосфатов фитопланкто-
Таблица 1. Координаты станций и некоторые характеристики воды и льда, сопутствующие отбору проб
Дата Широта Долгота Номер станции Биотоп Глубина, м Толщина льда, см Температура воды, °С ст, мСм/см Eh, мВ pH HCO3, мг/л О2, мг/л
29.01.2013 47.03422 39.29731 1 вода 0.8 0.14 1.380 +516 8.80 111.15
лед 20.5 10.54
31.01.2013 47.04203 39.10819 2 вода 2.0 0.16 3.770 + 155 7.69 112.56 13.77
лед 19 0.132 + 190 10.17 27.30
31.01.2013 47.07925 39.30406 3 вода 2.0 0.05 0.650 + 155 7.69 99.44 13.29
лед 12.5 0.052 +250 8.32
Таблица 2. Концентрация хл "а" (Схл "а"), феофитина "а" (Сфео "а") и основные гидрохимические характеристики воды и льда на станциях отбора проб
Номер станции Схл "а", мкг/л Сфео "а", мкг/л % фео-а от хл "а" N м^/л N мт/л N, м^/л P мин мгР/л P, А раст> мгР/л P, вал мгР/л TSS, мг/л РОС, мгС/л DOC, мгС/л
1 вода 108.67 1.63 1 0.839 1.672 0.009 0.282 15.6 3.45
лед 38.35 5.91 15 0.107 0.005 0.112 1.34
2 вода 11.87 2.77 23 0.963 0.985 1.642 0.032 0.055 0.091 4.7 1.16
лед 18.75 5.95 32 0.057 0.368 0.647 0.011 0.051 0.348 120.0 4.56 1.77
3 вода 0.90 0.68 75 0.779 1.642 0.136 0.243 0.249 7.1 0.75 10.41
лед 11.85 1.57 13 0.047 0.318 0.007 0.047 64.6 4.63 1.50
Примечание. Схл "а" — концентрация хл "а" с поправкой на феофитин-а, Сфео "а" — концентрация феофитина-а, %фео-а от хл-а — процентное содержание феофитина в общем хл "a", NMra — концентрация растворенного минерального азота (аммонийного, нитратного, нитритного), ^аст — концентрация общего растворенного азота (фильтрованная проба), NBim — концентрация валового азота (нефильтрованная проба), Рмин — концентрация растворенного минерального фосфора, Рраст — концентрация общего растворенного фосфора (фильтрованная проба), Рвал концентрация валового фосфора (нефильтрованная проба), TSS — концентрация общей взвеси, РОС — концентрация взвешенного органического углерода, DOC — концентрация растворенного органического углерода.
Таблица 3. Качественные и количественные характеристики фитопланктонного сообщества подледной пелагиали
Качественые и количественные характеристики Ст. 1 Ст. 2 Ст. 3
Доминирующая (по численности) группа фитопланктона Диатомовые водоросли (Stephanodiscus hantzschii ) Динофитовые водоросли Диатомовые/золотистые водоросли
Численность (млн кл/м3) 25876.8 765.5 21.6
Биомасса (мг/м3) 10167.3 7979.7 51.2
Концентрация хл "а" (мкг/л) 108.67 11.87 0.90
ном (ст. 1), так и процессами, связанными со смешением речных и морских вод (ст. 2).
Анализ структуры фитопланктонного сообщества подледной пелагиали показал существенные отличия в количественных и качественных показателях альгоценоза (табл. 3).
Биомасса живых микроводорослей составила значительную часть РОС на станциях в Таганрогском заливе (при принятой доле сухого вещества в сырой биомассе в 10% и содержании углерода в сухом веществе в 50%) — 14% на ст. 1 и 34% на ст. 2.
Различия проявлялись не только в значениях численности и биомассы фитопланктона, но и на уровне доминирующих таксонов.
В планктоне одной из проток дельты Дона (ст. 3) сообщество микроводорослей имело низкие показатели видового разнообразия и количественных характеристик. В пробах обнаружены единичные клетки золотистых водорослей из рода Chromulina, а так же планктонных и бентосных диатомовых.
На ст. 2 в планктоне доминировали динофито-вые водоросли: Glenodinium sp., Heterocapsa rotun-data (Lohm.) G. Hansen. Помимо них, в пробах отмечены Plagioselmis punctata Butch., Coscinodiscus
jonesianus (Grev.) Ostf., Nitzschia reversa W. Smith, Nitzschia holsatica Hust., Surirella ovalis Breb
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.