Научная статья на тему 'Фито-, бактериопланктон и детрит Верхневолжского водохранилища и незарегулированного участка Верхней Волги в 2011 г'

Фито-, бактериопланктон и детрит Верхневолжского водохранилища и незарегулированного участка Верхней Волги в 2011 г Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
291
79
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ФИТОПЛАНКТОН / БАКТЕРИОПЛАНКТОН / ДЕТРИТ / ВЕРХНЯЯ ВОЛГА / PHYTOPLANKTON / BACTERIOPLANKTON / DETRITUS / UPPER VOLGA

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Уманская Марина Викторовна, Краснова Екатерина Сергеевна, Комиссаров Алексей Борисович

В работе представлены результаты анализа фито-, бактериопланктона и детрита участка Верхней Волги в Тверской обл. в период половодья и летней межени в 2011 г. Количественные показатели исследованных компонентов изменялись в следующих пределах: фитопланктон 0,06-13,7 млн кл/л и 54-1695 мг/м 3, пикофитопланктон 5,6-380 млн кл/л и 3,8-34,2 мг/м 3, бактериопланктон 0,7-3,6 млн кл/мл и 18-113 мг/м 3, пикодетрит 0,02-1,03 млн част./мл и 10,8-1097 мг/м 3, нанодетрит 0,01-0,49 млн част./мл и 71-17997 мг/м 3. Численность и биомасса фитои бактериопланктона на исследованном участке увеличиваются при переходе от периода половодья к летней межени, а количество и масса детрита снижаются. В составе фитопланктона преобладают диатомовые, особенно в устьях притоков, пикоцианобактерии являются его постоянным, хотя и минорным компонентом. Пикои нанодетрит играет существенную роль в экосистеме исследованного района Верхней Волги, возможно, в качестве основного источника пищи для зоопланктона. По совокупности абиотических и биотических показателей выделено три группы станций с четко выраженными различиями в составе сестона.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Уманская Марина Викторовна, Краснова Екатерина Сергеевна, Комиссаров Алексей Борисович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PHYTOPLANKTON, BACTERIOPLANKTON AND DETRITUS OF VERKHNEVOLZHSKY RESERVOIR AND UNREGULATED PART OF THE UPPER VOLGA IN 2011

The results of the analysis of phytoand bacterioplankton and detritus of the Upper Volga area (Tver region) during the spring tide and the summer low-water in 2011are presented. Quantitative characteristics of studied components varied within the following limits: phytoplankton 0,06-13,7 10 6 cells/L and 54-1695 mg/m 3; picophytoplankton 5,6-380 10 6 cells/L and 3,8-34,2 mg/m 3; bacterioplankton 0,7-3,6 million cells/mL, and 18-113 mg/m 3; picodetrit 0,02-1,03 10 6 part./mL and 10.8 -1097 mg/m 3; nanodetrit 0,01-0,49 10 6 part./mL and 71-17997 mg/m 3. Abundance and biomass of phytoplankton and bacterioplankton in the studied area increased during the transition from the spring tide to the summer low-water, and the number and mass of detritus decreased. Diatoms were the dominating group of phytoplankton, especially in the mouths of tributaries. Picocyanobacteria were its constant, although minor component. Picoand nanodetrit played an essential role in ecosystems of studied area, possibly as the main source of food for the zooplankton. Based on the combination of abiotic and biotic factors, stations were divided into three groups with distinct differences in the composition of seston.

Текст научной работы на тему «Фито-, бактериопланктон и детрит Верхневолжского водохранилища и незарегулированного участка Верхней Волги в 2011 г»

УДК 574.5

ФИТО-, БАКТЕРИОПЛАНКТОН И ДЕТРИТ ВЕРХНЕВОЛЖСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА И НЕЗАРЕГУЛИРОВАННОГО УЧАСТКА ВЕРХНЕЙ ВОЛГИ В 2011 Г.

0 2014 М.В. Уманская1, Е.С. Краснова1 , А.Б. Комиссаров2

1 ФГБУН Институт экологии Волжского бассейна РАН, г. Тольятти,

2 ФГБУН Институт водных проблем РАН, г. Конаково

Поступила 21.10.2014

В работе представлены результаты анализа фито-, бактериопланктона и детрита участка Верхней Волги в Тверской обл. в период половодья и летней межени в 2011 г. Количественные показатели исследованных компонентов изменялись в следующих пределах: фитопланктон 0,06-13,7 млн кл/л и 54-1695 мг/м3, пикофитопланктон 5,6-380 млн кл/л и 3,8-34,2 мг/м3, бактериопланктон 0,7-3,6 млн кл/мл и 18-113 мг/м3, пикодетрит 0,02-1,03 млн част./мл и 10,8-1097 мг/м3, нанодетрит 0,010,49 млн част./мл и 71-17997 мг/м3. Численность и биомасса фито- и бактериопланктона на исследованном участке увеличиваются при переходе от периода половодья к летней межени, а количество и масса детрита снижаются. В составе фитопланктона преобладают диатомовые, особенно в устьях притоков, пикоцианобактерии являются его постоянным, хотя и минорным компонентом. Пико- и нанодетрит играет существенную роль в экосистеме исследованного района Верхней Волги, возможно, в качестве основного источника пищи для зоопланктона. По совокупности абиотических и биотических показателей выделено три группы станций с четко выраженными различиями в составе сестона.

Ключевые слова: фитопланктон, бактериопланктон, детрит, Верхняя Волга

ВВЕДЕНИЕ

Фито- и бактериопланктон играют важнейшую роль в круговороте вещества и энергии в пресноводных экосистемах и являются основным звеном в процессах первичной продукции и деструкции органического вещества. Водоросли планктона, выступающие в роли автотрофов и продуцирующие органическое вещество, являются первичным звеном трофической цепи любого водного объекта, хотя некоторые из них (криптофитовые, эвглено-вые водоросли) могут переходить на гетеротрофное питание и использовать в качестве источника пищи готовые органические вещества и бактерии. Мертвое органическое вещество (детрит) аккумулирует в себе запасы энергии, относительно медленно участвующие в биотическом круговороте и играет стабилизирующую роль в экосистемах [3]. Особое значение имеет исследование состояния планктонных сообществ и детрита р. Волги - крупнейшей реки европейской части РФ. Экологическое состояние участка р. Волги в ее верхнем течении и его анализ имеет значение как для данного региона (Тверская обл.), так и для понимания процессов, происходящих на всем протяжении реки. Целью настоящей работы было охарактеризовать фито- и бактериопланктон участка Верхней Волги и проанализировать их взаимоотношения между собой и

Уманская Марина Викторовна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, [email protected]; Краснова Екатерина Сергеевна, младший научный сотрудник, [email protected]; Комиссаров Алексей Борисович, научный сотрудник, [email protected]

детритом в разные фазы гидрологического режима (половодье и летняя межень) в 2011 г.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Район исследования. Верхневолжское водохранилище, образованное в 1843 г. в результате сооружения деревянной плотины (Верхневолжский бейшлот) недалеко от с. Селище Селижаровского района Тверской области [2], расположено на восточном склоне Валдайской возвышенности и состоит из сообщающихся между собой озёр Стерж, Вселуг, Пено и Волго, причем последнее озеро составляет 60% всей акватории водохранилища [2]. Общая площадь водного зеркала водохранилища составляет 179 км2, объём - 0,794 км3; при этом площадь зеркала оз. Волго составляет 102 км2, объём - 0,338 км3, средняя глубина - 3,3 м. По водному балансу Верхневолжское водохранилище относится к стоково-приточному типу, его основными компонентами являются поверхностный приток (90%) и попуски через бейшлот (92%). [4]. Между Верхневолжским бейшлотом и Иваньковским водохранилищем расположен незарегулированный участок р. Волги длиною около 350 км, где река течёт в естественном русле [2]. На этом участке в Волгу впадает более 15 притоков, устья четырех из которых были нами исследованы. Антропогенная нагрузка на Верхневолжское водохранилище и незарегулированный участок р. Волги складывается за счёт поступления сточных вод от жилищно-коммунального хозяйства, промышленных предприятий и сельскохозяйственных объектов Пенов-ского, Селижаровского, Ржевского и Старицкого районов Тверской области и составляет около 7 млн. м3 сточных вод ежегодно [9].

РЖЕВ

Рис. 1. Схема района исследований

Методы отбора и анализа проб. Пробы воды на гидрохимический и гидробиологический анализы были отобраны из поверхностного горизонта в мае и июле 2011 г. на 2 станциях в оз. Волго (Верхневолжское водохранилище), 4 станциях на незаре-гулированном участке р. Волги, и в устьях 4 притоков (рис. 1). Пробы отбирали по общепринятой методике [5], анализ фитопланктона (ФП) проводили по [8] и общепринятым определителям; бактерио-планктона (БП) и пико- и нанодетрита (ПД и НД) -по [14-16]. Пикофитопланктон (ПФП) определяли по автофлуоресценции хлорофилла «а», к этой группе относили все цианобактерии и эукариотиче-ские водоросли, линейный размер которых не превышал 2 мкм. Гидрохимический анализ был выполнен стандартными методами [11]. Статистическую обработку полученного материала проводили, используя средства 8ТАТ18Т1СА6. Для кластерного анализа использовали данные о концентрации биогенных элементов, перманганатной окисляемо-сти, БПК5, цветности, численности и биомассе фи-то- и бактериопланктона, количестве частиц и общей массе детрита. Все данные были преобразованы следующим образом: где X -среднее значение, х{- значение показателя, сг-стандартное отклонение.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Гидрохимическая характеристика оз. Волго (Верхневолжское водохранилище), р. Волги и ее притоков на участке до г. Тверь в мае-июле 2011 г. представлена в табл. 1. В период наших исследований вода Верхневолжского водохранилища, р. Волги и её притоков по классификации Алекина принадлежала к гидрокарбонатному классу кальциевой группы, а по величине минерализации (сумма ионов) являлась ультрапресной и пресной [1], что хорошо согласуется с ранее опубликованными данными [4, 6, 7, 12]. Химический состав притоков

характеризуется несколько большим разнообразием, чем в водохранилище и р. Волге (табл. 1). Трофическое состояние Верхневолжского водохранилища (оз. Волго) по среднегодовой концентрации общего фосфора является мезотрофным [6], однако в период наших исследований уровень продуктивности был несколько выше. Индекс трофического состояния [13], рассчитанный по содержанию общего фосфора, показал, что в оба месяца исследованный участок Верхней Волги был эвтрофным, с незначительным снижением в июле (61 ±4 в мае и 56±3 в июле). Аналогичные результаты были получены и при использовании классификации OECD [10] - оз. Волго эвтрофно, а незарегулированный участок р. Волга и устья ее притоков - мезотрофно-эвтрофны.

Фитопланктон.

Общая численность водорослей (нанофито-планктон) на станциях исследованного участка Верхней Волги изменялась в очень больших диапазонах - 0,06-1,82x106 кл/л в мае и 0,29-13,72x106 кл/л в июле (рис. 2, табл. 2). На всех станциях было зарегистрировано сезонное увеличение общей численности водорослей в летнюю межень по сравнению с периодом половодья (рис. 2). Наименьшие величины общей численности в оба периода наблюдений были выявлены в устьях рек М. и Б. Коша, а максимальные - у п. Селище (оз. Волго, Верхневолжское водохранилище).

В мае наибольший вклад в численность фитопланктона вносили Bacillariophyta (39-70%). На большинстве станций водохранилища, р. Волги и в устье р. Селижаровки далее в порядке снижения вклада шли: Cryptophyta (22-36%), Cyanobacteria (11-19%) и Chlorophyta (2-8%). В устьях рек М. Коша и Итомля, в отличие от остальных станций вклад криптофитовых водорослей был невелик (2,3-5,5%)), тогда как доля зеленых (11,3-14,7%)) и золотистых (11,7-13,7%) была существенно выше. Только на двух станциях, Селище и устье Б. Коши, численность цианобактерий (43%) превышала таковую диатомей (36,7-39,4%)), третье место там занимали криптофитовые (Селище, 17,1%) и золотистые (Б. Коша, 9,6%о) (рис. 1). В июле на первое место по численности на станциях оз. Волго вышли цианобактерии (36-69%о), при высоком вкладе криптофитовых (14-32%о), зеленых (9-14%о) и диатомовых (6-12%). На станциях незарегулированной р. Волги и в устьях ее притоков доминировали зеленые (34-61%), а вклады криптофитовых, диатомовых и цианобактерий в суммарную численность были заметно ниже и сильно изменялись в зависимости от станции (рис. 2). Единственной станцией, где, как и в мае, преобладали диатомовые (60%о) осталось устье р. М. Коши, однако и в ней доля зеленых возросла (с 13,3%о в мае до 24,7%о в июле).

1708

Таблица 1. Гидрохимическая характеристика Верхневолжского водохранилища (оз. Волго) и р. Волги на изучаемом участке

Показатель Оз. Волго Верхняя Волга Притоки

май июль май июль май июль

Температура, °С 6,9±0,8 23,5±0,7 8,6±2,0 22,9±0,5 8,6±0,9 22,6±0,9

РН 7,14±0,0 7,49±0,23 7,07±0,03 7,26±0,25 7,14±0,09 7,48±0,13

Сумма ионов, мг/л 68,4±3,7 84,4±22,5 84,6±8,5 144,3±29,9 69±11 177±56

НС03", мэкв% 81,9±0,3 82,2±4,6 84,4±2,4 86,6±1,1 79,8±3,8 88,5±5,0

Са2+, мэкв% 73,1 ±4,6 74,3±6,3 73,0±4,0 70,3±2,6 74,2±7,8 77,8±3,4

81, мг/л 1,6±0,28 0,95±0,35 1,88±0,39 2,08±0,39 1,63±0,45 2,83±0,1

Ре общ, мг/л 0,3±0,04 0,2±0,09 0,22±0,05 0,21±0,08 0,18±0,02 0,32±0,05

Мп2+, мг/л 0,16±0,06 0,02±0,01 0,08±0,06 0,05±0,02 0,05±0,02 0,02±0,02

Р мин-? МгР/л 0,005±0,003 0,007±0,001 0,008±0,005 0,013±0,004 0,005±0,003 0,013±0,004

Р общ., МГР/Л 0,066±0,001 0,027±0,006 0,059±0,01 0,036±0,006 0,038±0,007 0,041±0,004

№Т,+, мгЫ/л 0,29±0,12 0,48±0,04 0,23±0,04 0,32±0,11 0,34±0,07 0,42±0,06

ЫОг", мгЫ/л 0,006±0,003 0,002±0,001 0,005±0,003 0,004±0,001 0,004±0,002 0,006±0,001

Ж>з", мгЫ/л 0,52±0,1 0,12±0,02 0,7±0,22 0,34±0,12 0,34±0,09 0,25±0,11

Цветность, 133±34 87±23 121±9 80±17 127±14 95±37

ПО, мгО/л 18,1±2,26 21,9±1,1 15,45±2,16 20,8±2,7 19,95±2,78 24,4±1,6

БПК5, мгО/л 1,7±0,14 2,1±0,42 1,18±0,17 1,00±0,19 1,33±0,44 1,33±0,21

Примечание. В таблице приведены средние значения показателя ± стандартное отклонение. Таблица 2. Характеристика отдельных компонентов сестона на различных станциях Верхней Волги

Показатель Оз. Волго Верхняя Волга Устья притоков

май | июль май | июль май | июль

Численность

Фитопланктон (10б кл/л), в том числе:

Нано 1,72±0,38 8,82±6,94 0,93±0,44 2,36±0,61 0,44±0,71 0,97±0,64

Пико 13±1,41 280±50,91 8±1,63 142±159,83 9,99±4,84 19,17±6,66

Бактериопланктон, (109 кл/л) 1,31±0,16 2,69±0,58 1,09±0,06 1,81±0,87 1,03±0,56 2,37±0,8

Детрит (109 част./л), в том числе:

Пико 0,06±0,03 0,03±0,01 0,5±0,46 0,04±0,02 0,24±0,41 0,15±0,02

Нано 0,02±0,01 0,01±0,0 0,23±0,2 0,02±0,02 0,12±0,16 0,02±0,02

Биомасса, мг/л

Нанофитопланктон 0,62±0,19 1,56±0,2 0,48±0,16 0,50±0,16 0,24±0,32 0,55±0,53

Пикофитопланктон 0,01±0,001 0,02±0,004 0,01±0,002 0,01±0,014 0,01±0,003 0,01±0,002

Бактериопланктон 0,07±0,004 0,07±0,03 0,07±0,01 0,04±0,02 0,05±0,03 0,07±0,03

Пикодетрит 0,07±0,01 0,14±0,13 0,53±0,44 0,04±0,03 0,29±0,23 0,04±0,03

Нанодетрит 0,77±0,12 0,94±0,39 9,42±7,33 2,92±3,47 5,24±7,4 2,77±1,09

Ведущую роль в формировании биомассы фитопланктона играли диатомовые, зелёные и крип-тофитовые водоросли, на станциях оз. Волго к ним присоединялись цианобактерии, которые вносили значительный вклад только в июле. Сезонные различия характеризовались главенствующей ролью диатомей в мае, когда они формировали от 60% (Селище) до 80% (Старица) общей биомассы водорослей в р. Волге и около 80% - в притоках. В июле в р. Волге и её некоторых притоках значительно возрастала роль зелёных и криптофитовых водорослей. На станциях Пено, Селище и Селижарово заметный вклад в биомассу также вносили динофи-товые, эвгленовые и стрептофитовые водоросли (рис. 2).

Кроме нанофитопланктона во всех пробах постоянно регистрировался пикофитопланктон (ПФП) (табл. 2, рис. 3). В его составе преобладали пикоцианобактерии, пикоэукариотические водоросли вносили незначительный вклад в общую

численность (2,1-8,0% в мае и 0,5-7,9% в июле на разных станциях). В мае общая численность ПФП была относительно невелика и, в среднем для всех станций, она составила 9,8±3,6 млн кл/л. В июле численность ПФП, также как и нанофитопланктона, на большинстве станций возросла (13,1-380,1; в среднем 120,5 млн кл/л). Наименее выраженный рост численности ПФП был выявлен в устьях притоков (особенно М. Коша и Итомля), а максимальная численность ПФП была обнаружена на ст. Селижарово (рис. 3). Сезонное увеличение биомассы ПФП было не таким значительным из-за увеличения доли более мелких клеток (табл. 2, рис. 3). Хотя численность ПФП превышала таковую нанофитопланктона в 5-200 раз, его биомасса составляла всего 5,5±6,5% в мае и 2,2±1,5% в июле от биомассы нанофитопланктона. Таким образом, в июле при общем увеличении биомассы как нано- так и пико-фитопланктона, вклад последнего в суммарную биомассу фототрофного сообщества снизился.

□ Диатомовые □ Зелёные Н Цианобактерии □ Криптофитовые

■ Эвгленовые В Динофитовые Ш Золотистые □ Прочие

Рис. 2. Численность и биомасса фитопланктона на разных станциях исследованного района

400

300

200

100

Рис. 3. Распределение пикофитопланктона в мае и июле 2011 г. на разных станциях исследованного участка Верхней Волги

0,04

1710

0,12

Рис. 4. Распределение бактериопланктона в мае и июле 2011 г. на разных станциях

Бактериопланктон. Численность и биомасса бактериопланктона на исследованном участке составили 0,706-3,568 млн кл/мл и 0,018-0,113 мг/л с выраженными различиями как в пространстве так и во времени (табл. 2, рис. 4). В составе бактериопланктона (БП) преобладали одиночные свободноплавающие клетки, преимущественно коккобацил-лы, часть бактерий была ассоциирована с детрит-ными частицами, а бактериальные колонии были обнаружены однократно в мае в устье р. Селижа-ровка (3% общей численности и 8% общей биомассы). В мае наиболее низкая численность и биомасса БП были зарегистрирована в устьях рр. Итомля, Б. и М. Коша (0,70-0,78 млн кл/мл и 0,027-0,046 мг/л), которые берут начало в болотно-лесном массиве на левом склоне долины р. Волги. В устье р. Селижа-ровки, которая вытекает из оз. Селигер, численность и биомасса БП не отличались от остальных станций водохранилища и незарегулированной р. Волги (рис.1, 4).

§ 1.5

0.5

В"

я

ч о И

В"

я

ч о И

0.6

0.4

0.2

¡НИ ПЯ 1ТПП1 И ¡ТТЛ]

О В)

о

Он

я *

я ч 0} о

*

Рч

0} *

я

к

ж

о

Он

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

я *

я ч 0} о

0

о

и

20

15

10

Ш пикодетрит □ нанодетрит

Рис. 5. Количество и масса пико- и нанодетритных частиц на исследованном участке Верхней Волги в мае и июле 2011 г.

В июле количество бактерий увеличилось в 1,53 раза на всех станциях, кроме одной, однако каких-либо закономерностей в пространственном распределении бактериопланктона выявить не удалось (рис. 4). По сравнению с изменением численности, биомасса БП осталась почти на прежнем уровне, что связано со сдвигом доминирования от

клеток объемом 0,013-0,1 мкм3 (82,3% численности) к более мелким клеткам объемом 0,006-0,05 мкм3 (83,5% численности).

Детрит. Существенным компонентом сестона является детрит, который является дополнительным источником пищи для планктонных фильтра-торов (протозоо- и микрозоопланктон). В исследо-

1711

ванных пробах были обнаружены частицы размером 0,2-2,0 мкм (пикодетрит, ПД) и 2,0-20,0 мкм (нанодетрит, НД). Изменения количества пико- и нанодетритных частиц и их массы на отдельных станциях и по участкам показаны на рис. 5 и в табл. 2.

Несмотря на то, что количество пикодетрита намного меньше численности бактерий, его масса сопоставима с биомассой бактериопланктона, а в мае на станциях незарегулированной Волги и в устьях притоков, кроме р. Селижаровки, в 7-20 раз превышала ее (рис. 4, 5). Количество нанодетрита на разных станциях было в 1,5-5,7 раза ниже, чем пикодетрита. При этом, за счет своих размеров, нанодетритные частицы формировали значительную массу органического вещества, которая только в оз. Волго была сопоставима с биомассой фитопланктона, а на остальных станциях существенно превышала ее (рис. 2, 5). В летнюю межень количество детрита в воде уменьшилось по сравнению с периодом половодья, но осталось довольно высоким.

Корреляционный анализ, проведенный по всему массиву абиотических и биотических данных показал, что достоверные корреляции между численностью и биомассой фито- и бактериопланктона и содержанием основных ионов в воде отсутствуют. Однако, выявлены достоверные (при р < 0,05) корреляции между численностью ПФП и концентрацией N-N114+ (г =0,46); численностью БП и цветностью (г =—0,50); количеством пико- и нанодетритных частиц и концентрацией Робщ (г =0,55 и 0,52, соответственно); биомассой ФП и БП и БПК5 (г =0,52 и 0,66, соответственно) и некоторые другие. Поэтому для выделения групп станций были использованы данные о концентрации биогенных элементов, содержании органического вещества, численности и биомассе фито- и бактериопланктона, количестве частиц и общей массе детрита. Несмотря на существенные различия между станциями по абиотическим и биотическим показателям в пространстве и во времени, с помощью кластерного анализа было выделено три кластера, которые близки, но не вполне совпадают с географическим делением района исследований (рис. 6).

Рис. 6. Дендрограмма результатов кластерного анализа станций исследованного района Верхней Волги по биотическим и абиотическим показателям

Выделенные кластеры различаются по суммарной массе планктона и детрита. В кластере I зафиксирована самая высокая биомасса планктона (1,03 мг/л) и она немного превышает массу детрита. Наоборот, во II и III кластерах биомасса планктона несколько снижается, а масса детрита заметно увеличивается (8,6 и 4,2 мг/л, соответственно). Как видно из табл. 3, во всех кластерах высока доля детрита (39,3-94,6%), причем это характерно не только для сестона в целом, но и для его пикораз-мерной фракции (48,4-85,7%). Однако, соотношение между разными компонентами сестона и состав доминирующего комплекса фитопланктона различны в разных кластерах.

Ниже представлена краткая характеристика выделенных кластеров.

Кластер I - 60% массы сестона составляют бактерии и водоросли, их вклад в массу пикосестона несколько ниже (52%), но тоже весьма значителен. В составе фитопланктона доминируют (по биомассе) диатомовые (43%), криптофитовые (19,6%), зеленые и цианобактерии (по 9,8%) и динофитовые (6,8%).

Таблица 3. Соотношение масс отдельных

компонентов сестона в целом и его пикоразмерной фракции в выделенных кластерах

Кластеры

I II III

Сестон в целом, мг/л 1,71 9,06 4,63

в том числе, в %

фитопланктон 57,0 4,8 8,7

бактериопланктон 3,6 0,6 1,4

детрит 39,3 94,6 90,0

Пикосестон, мг/л 0,16 0,43 0,24

1712

в том числе, в %

пикофитопланктон 12,1 1,9 3,4

бактериопланктон 39,5 12,4 27,0

пикодетрит 48,4 85,7 69,6

Кластер II - 94,6% массы сестона приходится на детрит, доля фитопланктона составляет всего 4,8%. В его составе доминируют диатомовые (53%), криптофитовые (22,2%) и зеленые (18,9%). В составе пикосестона доля ПФП минимальна среди всех кластеров.

Кластер III - доля детрита несколько ниже (90%), а вклад фито- и бактериопланктона примерно в 2 раза выше по сравнению со вторым кластером, но далеко не достигает величин в первом кластере. В составе фитопланктона еще более выражено доминирование диатомовых (71,6%), кроме них доминируют зеленые (10,6%) и криптофитовые (7,4%). В составе пикосестона доля детрита несколько снижается (70%) а вклад бактериопланктона возрастает (27%).

Таким образом, на исследованном участке Верхней Волги выделяются три группы станций с четко выраженными различиями в составе сестона. Численность и биомасса фито- и бактериопланктона на исследованном участке увеличиваются при переходе от периода половодья к летней межени, а количество и масса детрита снижаются. Увеличение биомассы бактериопланктона происходит не пропорционально увеличению численности за счет изменения его структуры и сдвига доминирования к более мелким клеткам. В составе фитопланктона преобладают диатомовые, особенно в устьях притоков, пикоцианобактерии являются его постоянным, хотя и минорным компонентом. Мертвое органическое вещество (пико- и нанодетрит) играет существенную роль в экосистеме исследованного района Верхней Волги, возможно являясь основным источником пищи для зоопланктона и снижая тем самым интенсивность потребления гетеротрофных и фототрофных микроорганизмов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алекин O.A. Общая гидрохимия. JL: Гидрометеоиздат,

1970. 444 с.

2. Волга и её жизнь. JL: Наука, 1978. 348 с.

3. Ворович И. И., Домбровский Ю. А., Жданов Ю.

А., Ильичев В. Г., Сурков Ф. А. Структура и функция

детрита в водных экологических системах // ДАН СССР, 1986. Т. 291, №2. С. 488-491.

4. Гидрометеорологический режим озёр и водохранилищ СССР. Водохранилища Верхней Волги. JL: Гидрометеоиздат, 1975. 292 с.

5. ГОСТ Р 51592-2000. Вода. Общие требования к отбору проб воды.

6. Григорьева И.Л., Комиссаров А.Б. Гидрохимическая характеристика некоторых водохранилищ Тверской области // Вестник Тверского государственного университета, № 31, 2009. Серия География и геоэкология. Выпуск 1 (6), 2009. С. 27-41.

7. Комиссаров А.Б., Корнева Л.Г. Фитопланктон и гидрохимическая характеристика Верхневолжского водохранилища (оз. Волго) в 2011 г. // Материалы докладов Всеросс. конф. «Бассейн Волги в XXI-м веке: Структура и функционирование экосистем водохранилищ». Ижевск: Издатель Прмяков С.А., 2012 г. 380 с.

8. Кузьмин Г.В. Фитопланктон: видовой состав и обилие // Методика изучения биогеоценозов внутренних водоёмов. М.: 1975 г.

9. Отчётность по форме 2-ТП (водхоз) по Тверской области. Центр по мониторингу и охране водохранилищ Верхней Волги ФГВУ «Центррегионводхоз», 2012. 392 с.

10. Семенченко В.П., Разлуцкий В.И. Экологическое качество поверхностных вод. Ставрополь: изд-во Ставро-польск. гос. пед. ин-та, 2010. 329 с.

11. Фомин Г. С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам. Энциклопедический справочник. М.: Протектор, 1995. 624 с.

12. Чермных Л.П., Комиссаров А.Б., Григорьева И.Л. Современное экологическое состояние водохранилищ Тверской области в условиях антропогенной нагрузки // Материалы Всеросс. конф. с междунар. участием «Водные и наземные экосистемы: проблемы и перспективы исследования», Вологда, 2008. 367 с.

13. Carlson, R.E., Simpson J. A Coordinator's Guide to Volunteer Гаке Monitoring Methods. North American Гаке Management Society. 1996. 96 p.

14. Chateauvert C.A., Lesack L.F.W., Bothwell M.L. Abundance and patterns of transparent exopolymer particles (ТЕР) in Arctic floodplain lakes of the Mackenzie River Delta // J.Geophys.Res. 2012. V.117. G04013, oi : 10.1029/2012JG002132.

15. Mostajir В., Dolan J.R., Rassoulzadegan F. A simple method for the quantification of a class of labile marine pico-and nano-sized detritus: DAPI Yellow Particles (DYP) // Aquat.Microb.Ecol., 1995. V. 9. P. 259-266.

16. Porter K.G., Feig Y.S. The use of DAPI for identifying and counting aquatic microflora. // rimnol.Oceanogr., 1980. V. 25. No 5. P. 943-948.

1713

PHYTOPLANKTON, BACTERIOPLANKTON AND DETRITUS OF VERKHNEVOLZHSKY RESERVOIR AND UNREGULATED PART OF THE UPPER VOLGA IN 2011

© 2014 M.V. Umanskaya1, E.S. Krasnova1, A.B. Komissarov2

1 Institute of Ecology of the Volga River Basin RAS, Togliatti, 2 Water Problems Institute RAS, Konakovo

The results of the analysis of phyto- and bacterioplankton and detritus of the Upper Volga area (Tver region) during the spring tide and the summer low-water in 2011are presented. Quantitative characteristics of studied components varied within the following limits: phytoplankton 0,06-13,7 106 cells/L and 541695 mg/m3; picophytoplankton 5,6-380 106 cells/L and 3,8-34,2 mg/m3; bacterioplankton 0,7-3,6 million cells/mL, and 18-113 mg/m3; picodetrit 0,02-1,03 106 part./mL and 10.8 -1097 mg/m3; nanodetrit 0,010,49 106 part./mL and 71-17997 mg/m3. Abundance and biomass of phytoplankton and bacterioplankton in the studied area increased during the transition from the spring tide to the summer low-water, and the number and mass of detritus decreased. Diatoms were the dominating group of phytoplankton, especially in the mouths of tributaries. Picocyanobacteria were its constant, although minor component. Pico- and nanodetrit played an essential role in ecosystems of studied area, possibly as the main source of food for the zooplankton. Based on the combination of abiotic and biotic factors, stations were divided into three groups with distinct differences in the composition of seston.

Key words: phytoplankton, bacterioplankton, detritus, Upper Volga

Umanskaya Marina Viktorovna, Cand. Sc. (Biology), Senior Researcher, [email protected]; Krasnova Ekaterina Sergeevna, Junior Researcher, [email protected]; Komissarov Alexey Borisovich, Researcher, [email protected]

1714

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.