CC BY
24Ученые записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского Биология. Химия. Том 3 (69). 2017. № 1. С. 18-31.
УДК 574.5
СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ ФИТОПЛАНКТОНА ПРУДА ПОПЛАВОК (Г. КАЛИНИНГРАД) В 2015 ГОДУ
Бугранова О. С., Цупикова Н. А., Дроздова А. С.
ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический университет» Калининград,
Россия
E-mail: [email protected]
Рассматривается динамика сезонного развития фитопланктона пруда Поплавок на основе данных комплексного мониторинга, проведенного в 2015 году. Целью работы является изучение годовой динамики численности и биомассы фитопланктона в данном водоеме. Впервые приводятся данные таксономического состава альгофлоры пруда. Установлено в видовом составе фитопланктона пруда Поплавок 132 таксономические единицы. Проведен анализ сезонной динамики видового богатства фитопланктона, а также его количественных характеристик на основе изменений гидрологических и гидрохимических показателей в период исследования.
Ключевые слова: пруд Поплавок, фитопланктон, численность, биомасса, температура воды, окисляемость, биогены.
ВВЕДЕНИЕ
Водоемы и зеленые насаждения, важнейшие элементы благоустройства урбанизированной территории, очищают воздух от пыли и газа и создают микроклимат прилегающей территории. Одним из главных факторов, нарушающих состояние городских водоемов и приводящих к их эвтрофированию, является повышение биогенной нагрузки на эти водоемы. Все изменения, происходящие в водоеме в процессе эвтрофирования, прежде всего, отражаются на сообществе фитопланктона. Это определяет важную роль изучения растительных сообществ, условий их развития, а также их структурных и функциональных показателей в системе мониторинга городских водоемов.
Пруд Поплавок (также встречаются неофициальное название Хлебное озеро и озеро Близнецы, или озеро Близнецов, являющееся калькой со старого немецкого названия Zwillings-See или Zwillingteich) - водоем в Калининграде. Поплавок расположен в центральной части города и является одним из его важных рекреационных водоемов. Пруд Поплавок состоит из двух примерно равных частей (очевидно, немецкое название водоема объясняется формой пруда), соединенных тремя протоками, между которыми находятся два островка. Размеры западной части - 220 м в длину и 80 м в ширину, восточной части - 190 м в длину и почти 90 м в ширину [1] (рис. 1).
Целью данной работы является изучение сезонной динамики структурных и функциональных характеристик фитопланктона пруда Поплавок в 2015 году.
Исследование включало определение таксономического состава, проведение анализа динамики видового разнообразия, сезонного изменения численности и биомассы альгофлоры, а также динамики гидрохимических показателей этого водоема, таких как температура воды и воздуха, перманганатная окисляемость и содержание биогенных элементов.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследования проводили с апреля по декабрь 2015 года на трех стандартных станциях в рамках общего экологического мониторинга пруда Поплавок [1] (рис.1).
56
1 IV* ш а
3 -'■ ^ 32
* - стандартные станции; • - дополнительные станции Рис. 1. Схема отбора проб воды на пр. Поплавок.
Отбор, фиксацию и обработку проб фитопланктона, а также идентификацию его клеток осуществляли по стандартным методикам [2, 3]. В работе были использованы следующие системы водорослей: для цианопрокариот принята система И. Комарека и К. Анагностидиса [4-6, 7]; для эвгленовых водорослей -система З. И. Ветровой (1986) [8], для диатомовых - система ЯоиМ'а [9]; золотистых [10], динофитовых [11] и зеленых - система П. М. Царенко [12]. Пробы отбирали с поверхностного горизонта. Экологический мониторинг водоема также включал гидрологические наблюдения и сбор проб для гидрохимического анализа, которые проводились по общепринятым методикам [13]. Результаты осреднены по указанным станциям, т. к. выявленные пространственные различия их значений по площади пруда невелики.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Всего в составе фитопланктона Поплавка за рассматриваемый период было зарегистрировано 132 таксона водорослей рангом до рода, из которых 79 таксонов идентифицировано до вида (табл. 1). Основу видового разнообразия составлял отдел зеленых водорослей (СЫогорЬуа) - более 40 % от общего видового разнообразия. Второе место занимал отдел диатомовых (ВасШагюрЬуа) - около 20 %, третье место - цианопрокариоты (Суапоргокагуо1а) - более 13 %, стрептофитовые ^герШрЬуа) - около 8 %, динофитовые (БупорЬуа) и эвгленовые (Е^епорИуа) - около 6 %, золотистые (СЬ^орЬуа) и криптофитовые (СгурШрИуа) - около 3 % и желтозеленые (ХапШорЬуа) - менее 1 % от общего видового разнообразия. Такое соотношение крупных таксономических групп характерно и для других водоемов города [14].
Таблица 1
Видовой состав водорослей пруда Поплавок за период исследования в 2015
году
1 2
ОТДЕЛ CYANOPROKARYOTA Класс CHLOROPHYCEAE
Класс CYANOPHYCEAE Порядок CHLOROCOCCALES
Порядок CHROOCOCCALES Treubaria triappendiculata C.Bernard
Merismopedia punctata Meyen, nom. illeg. Порядок SPAEROPPLEALES
M. tenuissima Lemmermann Ankistrodesmus bernardii Komarek
Snowella lacustris (Chodat) Komarek & Hindak A. gracilis (Reinsch) Korshikov
Порядок NOSTOCALES Coelastrum astroideum De Notaris
Aphanizomenon flosaquae Ralfs ex Bornet & Flahault C. microporum Nägeli
Dolichospermum circinale (Rabenhorst ex Bornet & Flahault) P.Wacklin, L.Hoffmann & J.Komarek Crucigenia rectangularis (Nägeli) Gay
D. planctonicum (Brunnthaler) Wacklin, L.Hoffmann & Komarek Desmodesmus bicaudatus (Dedusenko) P.M.Tsarenko
D. spiroides (Klebhan) Wacklin, L.Hoffmann & Komarek D. intermedius (Chodat) E.Hegewald
Порядок OSCILLATORIALES D. maximus (West & G.S.West) Hegewald
Limnothrix planctonica (Woloszynska) Meffert D. opoliensis (P.G.Richter) E.Hegewald
ОТДЕЛ EUGLENOPHYTA D. protuberans (F.E.Fritsch & M.F.Rich) E.Hegewald
Класс EUGLENOPHYCEAE D. serratus (Corda) S.S.An, Friedl & E.Hegewald
Продолжение таблицы 1
1 2
Порядок EUGLENALES D. spinosus (Chodat) E.Hegewald
Lepocinclis oxyuris (Schmarda) B.Marin & Melkonian Golenkinia radiata Chodat
Phacus pyrum (Ehrenberg) W.Archer Kirchneriella irregularis (G.M.Smith) Korshikov
P. acuminatus Stokes Korshikoviella limnetica (Lemmermann) P.C.Silva
Trachelomonas verrucosa A.C.Stokes Monoraphidium circinale (Nygaard) Nygaard
ОТДЕЛ BACILLARIOPHYTA M. contortum (Thuret) Komarkova-Legnerova
Класс BACILLARIOPHYCEAE M. griffithii (Berkeley) Komarkova-Legnerova
Порядок CENTRALES M. irregulare (G.M.Smith) Komarkova-Legnerova
Aulacoseira granulata (Ehrenberg) Simonsen M. komarkovae Nygaard
Discostella stelligera (Cleve & Grunow) Houk & Klee Pediastrum boryanum (Turpin) Meneghini
Stephanodiscus hantzschii Grunow P. duplex Meyen
Порядок PENNALES P. tetras (Ehrenberg) Ralfs
Fragilaria capucina Desmazieres Pseudotetrastrum punctatum (Schmidle) Hindak
Gomphonema truncatum Ehrenberg Scenedesmus acuminatus (Lagerheim) Chodat
Navicula radiosa Kützing S. acutus Meyen
Nitzschia fruticosa Hustedt S. calyptratus Comas
ОТДЕЛ CHRYSOPHYTA S. gutwinskii Chodat (P.Bourrelly)
Класс CHRYSOPHYCEAE S. quadricauda (Turpin) Brebisson
Порядок CHROMULINALES S. sempervirens Chodat
Dinobryon sociale (Ehrenberg) Ehrenberg S. subspicatus Chodat
Класс SYNUROPHYCEAE Tetraedron minimum (A.Braun) Hansgirg
Порядок SYNURALES T. trigonum (Nägeli) Hansgirg
Mallomonas teilingii W.Conrad Tetrastrum triangulare (Chodat) Komarek
ОТДЕЛ CRYP TOPHYTA Порядок VOLVOCALES
Класс CRYPTOPHYCEAE Pandorina morum (O.F.Müller) Bory
Порядок CRYPTOMONADALES Класс TREBOUXIOPHYCEAE
Cryptomonas erosa Ehrenberg Порядок CHLORELLALES
C. ovata Ehrenberg Actinastrum aciculare Playfair
Продолжение таблицы 1
1 2
Порядок PYRENOMONADALES A. hantzschii Lagerheim
Komma caudata (L.Geitler) D.R.A.Hill Crucigeniella crucifera (Wolle) Komárek
ОТДЕЛ DYNOPHYTA C. neglecta (B.Fott & H.Ettl) Komárek
Класс DINOPHYCEAE Dictyosphaerium elegans Bachmann
Порядок GYMNODINIALES Lagerheimia subsalsa Lemmermann
Gymnodinium fuscum (Ehrenberg) Stein L. wratislawiensis Schröder
Порядок GONYAULACALES ОТДЕЛ STREPTOPHYTA
Ceratium hirundinella (O.F.Müller) Dujardin Класс ZYGNEMATOPHYCEAE
Порядок PERIDINIALES Порядок DESMIDIALES
Peridiniopsis penardii (Lemmermann) Bourrelly Closterium macilentum Brébisson
Peridinium aciculiferum Lemmermann C. moniliferum Ehrenberg ex Ralfs
P. cinctum (O.F.Müller) Ehrenberg Cosmarium muricatum Brébisson
P. umbonatum Stein C. subprotumidum Nordstedt
P. lomnickii Woloszynska Staurastrum anatinum Cooke & Wills
ОТДЕЛ CHLOROPHYTA
Анализируя соотношение отделов водорослей в течение года, можно отметить, что во все сезоны, преобладали виды зеленых водорослей, составляющих от 38 % (6 видов) зимой до 46 % (40 видов) летом от общего количества видов, представленных в данное время (рис. 2).
весна пето осень зима
сезоны года
■ Вас 111сп орНу'а □ СЫогорЫпа С ШгерШрШа
шсЬу$орЬу1а а Суапоргокагуо 1а шОгпорк^^а
^Еи^егюрЬхга и СЧурЮркуЧа шХагйкорШа
Рис. 2. Сезонная динамика видового богатства разных отделов водорослей пруда Поплавок по сезонам года.
Диатомовые водоросли летом были представлены лишь 10 % (9 видов) от общего количества видов, осенью - 33 % (16 видов) и зимой - 38 % (6 видов). Приблизительно одинаковую долю видов на протяжении всего года составляли представители цианопрокариот (в среднем 15 %) и криптофитовых (в среднем 5 %). Эвгленофитовые и золотистые водоросли были выявлены только весной (12 и 2 % соответственно) и летом (8 и 2 % соответственно). Динофитовые и стрептофитовые составляли в среднем 6 % по отдельности на протяжении исследуемого периода, за исключением декабря, когда не было зарегистрировано ни одного представителя этих отделов. Желтозеленые водоросли представлены всего 2 % весной.
График динамики численности фитопланктона показывает, что в течение вегетации наблюдались два пика численности (весенне-летний и летне-осенний с максимальной вершиной в августе) (рис. 3).
Общая численность менялась скачкообразно, демонстрируя резкие вспышки до 31 млн кл/л в мае и июне и 57 млн кл/л в августе и столь же резкие падения до 0,7 млн кл/л в апреле и 5 млн кл/л в июле. И далее в осенне-зимний период наблюдалось дальнейшее понижение численности, достигшей минимума в ноябре -декабре (около 50 тыс. кл/л).
IV V VI VII VIII IX X XI XII
месяцы
-Общая численность, млн.кл/л - ■ - Общая биомасса, мг/л
Рис. 3. Сезонная динамика общей численности и биомассы фитопланктона пр. Поплавок.
По численности на протяжении большей части вегетационного периода (май -сентябрь) доминировали водоросли отдела цианопрокариоты (Dolichospermum spiroides (Klebhan) Wack., L.Hoffm. & Kom., Dolichospermum planctonicum (Brun.) Wack., L.Hoffm. & Kom. и Dolichospermum circinale (Rabenh. ex Born. & Flah.) P.Wack., L.Hoffm. & J.Kom, занимая до 97 % от общей численности всех отделов, в апреле их численность достигала всего 13 %, тогда как доля численности зеленых водорослей составляла более 50 % (доминировала Crucigenia rectangularis (Nägeli) Gay) (рис. 4).
Рис. 4. Соотношение долей разных отделов водорослей по численности, пр. Поплавок в течение года.
Осенью по численности преобладали зеленые (около 60 %) и диатомовые (в среднем 34 %) водоросли. В зимний сезон оставалась высокой численность только зеленых (63 %) и цианопрокариот (34 %). Из представителей зеленых водорослей в осенне-зимний период доминировала Pandorina morum (O.F.Müller) Bory. Средняя численность фитопланктона за весь период исследования составила 15,5 млн кл/л.
На графике динамики биомассы фитопланктона отчетливо выделяется максимальный пик в сентябре (136 мг/л) (рис. 3). В остальные месяцы биомасса фитопланктона была существенно ниже. Весной биомасса фитопланктона колебалась от 0,9 мг/л в апреле до 5 мг/л в мае, далее постепенно понижалась до июля, с которого началось ее повышение до максимального значения в сентябре. После величина биомассы резко снизилась и на протяжении всего осенне-зимнего периода составила в среднем 0,07 мг/л.
Основной вклад в структуре биомассы принадлежал представителям разных отделов водорослей в зависимости от сезона: в апреле более 70 % в биомассе фитопланктона формировали водоросли отдела динофитовых водорослей (Ceratium hirundinella (O.F. Mull.) Bergh.), в мае 90 % и более 50 % в летний период составляли водоросли отдела цианопрокариот (Dolichospermum spiroides (Klebhan) Wack., L.Hoffm. & Kom., Dolichospermum planctonicum (Brun.) Wack., L. Hoffm. & Кош.и Dolichospermum circinale (Raben. ex Born. & Flah.t) P. Wack., L. Hoffm. & J. Kom.), в июле - 63 % водорослей отдела криптофитовых (Cryptomonas ovata Ehren.) (рис. 5). В осенне-зимний период максимальны биомассы зеленых (в среднем 46 %) и диатомовых (37 %) и стриптофитовых (15 %) осенью. Из представителей зеленых водорослей по биомассе в этот сезон доминировали: Pandorina morum (O. F. Müller) Bory, Pediastrum boryanum (Turpin) Menegh.; из стрептофитовых: Closterium macilentum Breb. Максимальный пик в сентябре на 95 % сформирован крупноклеточным представителем отдела Dynophyta - Ceratium hirundinella (O.F. Mull.) Bergh. Средняя биомасса за период исследования составила 17,3 мг/л.
Рис. 5. Соотношение долей разных отделов водорослей по биомассе, пр. Поплавок в течение года.
Сезонная динамика фитопланктона пруда так же, как и в любом водоеме, определялась комплексом таких факторов, как температура, перманганатная окисляемость и содержание биогенных элементов. Однако тесной положительной корреляционной зависимости этих факторов с численностью и биомассой водорослей не выявлено.
В 2015 г. конец весны и первая половина лета были прохладными (среднемесячные температуры воздуха с мая по июль были ниже климатической нормы на 0,4-0,9 °С), в то время как остальная часть года, и особенно ноябрь -декабрь - очень теплыми (среднемесячная температура воздуха превысила среднемноголетние значения на 2,8 и 4,8 °С соответственно) [15].
Температура воды в пруду в период исследований в основном была выше температуры воздуха и максимальных значений (около 22 °С на поверхности) достигла к середине лета. Ледовый покров начал формироваться лишь в самом конце декабря. Температурный режим водоема определял продолжительность вегетации водорослей (рис. 6).
IV v VI VII VIII IX X XI XII
месяцы
— температура воды —■— температура воздуха = = численность фитопланктона
Рис. 6. Динамика общей численности водорослей в зависимости от температуры воды (поверхностный горизонт) пр. Поплавок и температуры воздуха.
В воде пруда содержалось умеренное количество легкоокисляемых органических веществ. Согласно классификации О. А. Алекина [16], перманганатная окисляемость в основном была средней и только в конце лета стала слегка повышенной (рис. 7).
IV V VI VII VIII IX X XI XII
месяцы
—♦—окисляемость == численность фитопланктона
Рис. 7. Динамика общей численности водорослей в зависимости от перманганатной окисляемости воды пр. Поплавок.
Большие концентрации некоторых биогенов в вегетационный период фитопланктона также определяли продолжительность его развития и уровень численности популяций, а их дефицит способствовал его снижению (рис. 8-9).
Рис. 8. Динамика общей численности водорослей в зависимости от содержания некоторых биогенных элементов пр. Поплавок.
Содержание исследованных биогенных веществ в воде пруда не слишком велико для поверхностных водоемов (рис. 8-9), их содержание в целом соответствует нормативам для рыбохозяйственных водоемов [17]. Только концентрация общего железа постоянно и существенно многократно превышает рекомендованные значения (более 0,64 мгБе/л в сентябре), что, вероятно, обусловлено преобладающим подземным питанием пруда. Содержание азота
аммонийного также всегда довольно высокое, близкое к предельному, и в сентябре достигает максимума (более 0,6 мг/л).
0,8
s 0,6
в
§ 0,4
га &
Б
г
I
/ \ /'iWXk
A- - i
IV
VI
-■— железо общее -А— фосфаты
VII VIII
месяцы
IX ♦
XI
XII
140
90 LH
CO
40
я
о
0 S 'M
азот аммонииныи ■биомасса фитопланктона
Рис. 9. Динамика общей биомассы водорослей в зависимости от содержания некоторых биогенных элементов пр. Поплавок.
Отсутствие каких-либо стоков, кроме ливневых, позволяют предположить, что присутствие больших количеств ионов аммония связано, главным образом, с протекающими в водоеме биохимическими процессами (деградация белков, дезаминирование аминокислот и др.) и его подземным питанием (для подземных вод Прибалтийского бассейна характерны повышенные концентрации аммония [18]).
Колебание содержания соединений фосфора невелико и в целом соответствует нормальному сезонному ходу. В сентябре совпадают максимальные пики значений биомассы фитопланктона и концентраций азота аммонийного и железа (рис. 7). Однако следует отметить, что осенний пик биомассы связан с развитием только крупноклеточных представителей динофитовых водорослей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенные исследования показали, что особенности гидрохимического режима пруда Поплавок определили динамику развития фитопланктона. В составе альгофлоры пруда выявлено 132 таксона (из них 79 таксонов определено до вида). В таксономическом плане преобладали представители отдела зеленых водорослей (84 таксона), диатомовых (40) и цианопрокариот (29). Такая структура фитопланктона отмечена и в других водных объектах города, что можно рассматривать как особенность водоемов урбанизированных территорий [19]. Наибольшее видовое разнообразие отмечалось летом, в период максимального прогрева воды.
Ведущее место в формировании общей численности и биомассы практически на протяжении всего периода исследования занимали цианопрокариоты -Dolichospermum spiroides (Klebhan) Wack., L.Hoffm. & Kom., Dolichospermum planctonicum (Brun.) Wack., L.Hoffm. & Kom. и Dolichospermum circinale (Raben. ex
Born. & Flah.t) P. Wack., L. Hoffm. & J. Kom. В общей численности фитопланктона весной и зимой была отмечена высокая доля зеленых водорослей Crucigenia rectangularis (Nägeli) Gay и Pandorina morum (O. F. Müller) Bory. В биомассе фитопланктона выявлена огромная доля водорослей отдела динофитовых (Ceratium hirundinella (O. F. Mull.) Bergh.), занимающих до 95 % в общей биомассе сентябрьских проб, доля криптофитовых водорослей в июле (более 50 %) (Cryptomonas ovata Ehrenb.), а также зеленых (Pandorina morum (O. F. Müller) Bory, Pediastrum boryanum (Turpin) Menegh.), стептофитовых (Closterium macilentum Bréb.) и диатомовых водорослей в осенне-зимний период.
Таким образом, ход сезонной динамики фитопланктонного сообщества и рассмотренных гидрохимических показателей вод пруда Поплавок в период изучения в 2015 г. соответствует состоянию эвтрофного водоема: значительное содержание железа и азота аммонийного; доминирование цианопрокариот в течение вегетационного сезона; годовой максимум биомассы в период максимального развития фитопланктона в августе - сентябре (цветение); большая роль перединеев, в частности Ceratium hirundinella (O.F. Mull.) Bergh. По показателю средневегетационной биомассы воды пруда относятся к высокоэвтрофным [19].
Список литературы
1. Цупикова Н. А. Облагораживание и очистка малых водоемов как фактор формирования гидрохимических условий на примере пр. Поплавок (г. Калининград) / Н. А. Цупикова, А. С. Дроздова // Лучшая научно-исследовательская работа 2016: Сборник статей V Международного научно-практического конкурса / Под общ. ред. Г. Ю. Гуляева - Пенза: МЦНС «Наука и Просвещение». - 2016. - С. 277-281.
2. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений / Под ред. Абакумова В. А. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 318 с.
3. Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. - М.: Наука, 1975. - 240 с.
4. Komarek J. Cyanoprokaryota. 1. Chroococcales / Komarek J., Anagnostidis K. // Susswasserflora von Mitteleuropa. Band 19/1. Jena-Stuttgart-Lubeck-Ulm. : Gustav Fischer, 1998. - 548 p.
5. Komarek J. Cyanoprokaryota. 2. Oscillatoriales / Komarek J., Anagnostidis K. // Susswasserflora von Mitteleuropa. Band 19/2. Munchen : Elsevier, 2005. - 759 p.
6. Komarek J. Cyanoprokaryota. 3. Heterocytous Genera / Komarek J. // Susswasserflora von Mitteleuropa. Band 19/3. Spektrum Akademischer Verlag : Budel, B., Gartner, G., Krienitz, L, Schagerl, 2013. - 1130 p.
7. Wacklin P. Nomenclatural validation of genetically revised cyanobacterial genus Dolichospermum (Ralfs ex Bornet et Flahault) comb. Nova / Wacklin P., Hoffmann L., Komarek J. // Fottea. - 2009. - 9(1). - Р. 59-64.
8. Капустин Д. А. Новые номенклатурно-таксономические комбинации у эвгленофитовых водорослей / Капустин Д. А. // Альгология. - 2011. - Т. 21, № 1. - С. 137-144.
9. Медведева Л. А. Каталог пресноводных водорослей юга Дальнего Востока России. / Медведева Л. А., Никулина Т. В. - Владивосток: Дальнаука, 2014. - 271 с.
10. Волошко Л. Н. Современная система золотистых водорослей (Chrysophyta) / Волошко Л. Н. // Бот. журнал. - 2008. - Т. 93, № 8. - С. 1250-1264.
11. Крахмальный А. Ф. Динофитовые водоросли Украины (иллюстрированный определитель / Крахмальный А. Ф. // Отв. ред. П. М. Царенко. - Киев: Альтерпрес, 2011. - 444 с.
12. Царенко П. М Номенклатурно-таксономические изменения в системе "зеленых" водорослей / Царенко П. М // Альгология. - 2005. - Т. 15, № 4. - С. 459-467.
13. Семенов А. Д. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. / Семенов А. Д. -Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 541с.
14. Бугранова О. С. Динамика сезонного развития фитопланктона пруда Нижнего (г. Калининград) в 2015 году и факторы, ее определяющие / Бугранова О. С., Цупикова Н. А. // Известия КГТУ. -2016. - № 43. - С. 11-21.
15. Климат Калининграда: [Электронный ресурс] // Погода и климат. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/climate/26702.htm (дата обращения: 25.12.2016).
16. Алекин О. А. Основы гидрохимии. / Алекин О. А. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 413 с.
17. Приказ Федерального агентства по рыболовству от 18.01.2010 г. № 20 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения» // Российская газета. 2010. 5 марта.
18. Закутин В. П. Аммонийсодержащие подземные воды (условия формирования и распространения) / В. П. Закутин, Н. Н. Чугунова, Д. А. Фетисенко, З. Н. Пантелеева, А. А. Богомолова // Водные ресурсы. - 1995. - Т. 22. - № 6. - С. 726-737.
19. Трифонова И. С. Экология и сукцессия озерного фитопланктона. / Трифонова И. С. - Л.: Наука, 1990. - 183 с.
SEASONAL CYCLE OF PHYTOPLANKTON IN THE POPLAVOK POND
(KALININGRAD) IN 2015
Bugranova O. S., Tsoupikova N. A., Drozdova A. S.
Kaliningrad State Technical University, Kaliningrad, Russia
E-mail: [email protected]
This article discusses the cycle of seasonal development of phytoplankton in the Poplavok Pond based on a comprehensive monitoring data carried out in 2015. Environmental monitoring of the reservoir included hydrological, hydro-chemical and phytoplankton investigation. The purpose of this article is to examine the annual cycle of structural and functional parameters of phytoplankton in the water body.
The study determined the taxonomic composition of phytoplankton, dynamics of species diversity, and seasonal changes in abundance and biomass of the algal flora of the pond. The article for the first time details the taxonomic composition of phytoplankton of the reservoir and its distribution pursuant to the basic divisions. 132 taxonomic units were found in the species composition of the phytoplankton community in the Poplavok Pond. The discovered structure of algae belongs to eight divisions (Cyanoprokaryota, Euglenophyta, Bacillariophyta, Chrysophyta, Cryptophyta Xanthophyta, Dinophyta, Chlorophyta and Streptophyta,). The algae belonging to four divisions form the taxonomic core, such as Chlorophyta, Bacillariophyta, Cyanoprokaryota. Such a taxonomic structure of algae is characteristic for reservoirs within urban areas.
The analysis of the dynamics of phytoplankton species diversity showed that green algae species dominated during the winter and the summer, diatoms prevailed the fall and the winter, while blue-green and Cryptophytae were represented in relatively equal proportions throughout the study period. The remaining divisions had a smaller share and were not represented at some seasons. The greatest species diversity was recorded in the summer period at a time of maximum water warm-up.
The features of the hydrological and hydro-chemical regimes in the reservoir influenced the level of quantitative development as well as the composition and dominance of phytoplankton within the investigated period.
The curve of the phytoplankton abundance had a double-humped pattern with a maximum in August. The total number changed dramatically from a minimum value at the beginning of the spring to the maximum in the late spring. Then it remained high until the middle of summer, where there is a sharp decline and again a sharp increase to a maximum in the late summer. Over the autumn-winter, there was a gradual decrease to a minimum values in November and December. The species of blue-green algae -Dolichospermum spiroides (Klebhan) Wack., L.Hoffm. & Kom., Dolichospermum planctonicum (Brun.) Wack., L.Hoffm. & Kom.and Dolichospermum circinale (Raben. ex Born. & Flah.t) P.Wack., L.Hoffm. & J.Kom. were dominant in number in nearly all seasons.
The curve of biomass shows the maximum peak in September, during other months it was significantly less. The total biomass increased from the beginning of spring to May, then it was declining until the middle of summer, afterwards the biomass rose to the mentioned highest peak in September and similarly dropped sharply within the autumn-winter. The dominant species in biomass during certain seasons were Dinophytae (Ceratium hirundinella (OF Mull.) Bergh.), blue-green algae (Dolichospermum spiroides (Klebhan) Wack., L.Hoffm. & Kom., Dolichospermum planctonicum (Brun.) Wack., L.Hoffm. & Kom.and Dolichospermum circinale (Raben. ex Born. & Flah.t) P.Wack., L.Hoffm. & J.Kom.,) and green algae (Pandorina morum (OFMuller) Bory, Pediastrum boryanum (Turpin) Menegh.) and Streptophyte - Closterium macilentum Breb.).
The changes of such factors as water temperature, permanganate value and nutrients content determined the seasonal cycle of phytoplankton and duration of the growing season but there was no close positive correlation observed.
The result of the study revealed that the water of the Poplavok Pond within the investigated period is characterized with a significant content of nutrients. Throughout the growing period of phytoplankton some species of blue-green algae dominated and the annual maximum was observed during the bloom in the reservoir in the late summer -early autumn. At this time, dinoflagellates, in particular Ceratium hirundinella (OF Mull. Bergh.) play an important role in the biomass. In the autumn and winter diatoms and green algae dominate in numbers and biomass. Such pattern of seasonal changes of phytoplankton and the average vegetation biomass allowed defining the Poplavok Pond as a eutrophic reservoir.
Keywords: Poplavok pond, phytoplankton, abundance, biomass, water temperature, oxidation, nutrients.
References
1. Tsoupikova N. A., Drozdova A. S. Oblagorazhivanie i ochistka malyh vodoemov kak faktor formirovanija gidrohimicheskih uslovij na primere pr. Poplavok (g. Kaliningrad), Luchshaja nauchno-issledovatel'skaja rabota 2016: Sbornik statej V Mezhdunarodnogo nauchno-prakticheskogo konkursa, Pod obshh. red. G.Ju.Guljaeva, 277 (Penza: MCNS «Nauka i Prosveshhenie», 2016).
2. Rukovodstvo po metodam gidrobiologicheskogo analiza poverhnostnyh vod i donnyh otlozhenij, Pod red. Abakumova V. A., 318 (L.: Gidrometeoizdat, 1983).
3. Metodika izuchenija biogeocenozov vnutrennih vodoemov, 240 (M.: Nauka, 1975).
4. Komarek J., Anagnostidis K. Cyanoprokaryota. 1. Chroococcales, Susswasserflora von Mitteleuropa., 548 (Band 19/1. Jena-Stuttgart-Lubeck-Ulm., Gustav Fischer, 1998).
5. Komarek J., Anagnostidis K. Cyanoprokaryota. 2. Oscillatoriales // Susswasserflora von Mitteleuropa. -759. (Band 19/2. Munchen : Elsevier, 2005).
6. Komarek J. Cyanoprokaryota. 3. Heterocytous Genera, Susswasserflora von Mitteleuropa., 1130 (Band 19/3. Spektrum Akademischer Verlag : Budel, B., Gartner, G., Krienitz, L, Schagerl, 2013).
7. Wacklin P., Hoffmann L., Komarek J., Nomenclatural validation of genetically revised cyanobacterial genus Dolichospermum (Ralfs ex Bornet et Flahault) comb. nova, Fottea, 9(1), 59 (2009).
8. Kapustin D. A. Novye nomenklaturno-taksonomicheskie kombinacii u jevglenofitovyh vodoroslej, Al'gologija, 21, 1, 137 (2011)
9. Medvedeva L. A., Nikulina T. V. Katalog presnovodnyh vodoroslej juga Dal'nego Vostoka Rossii, 271 (Vladivostok: Dal'nauka, 2014).
10. Voloshko L. N. Sovremennaja sistema zolotistyh vodoroslej (Chrysophyta), Bot. zhurnal, 93, 8, 1250 (2008)
11. Krahmal'nyj A. F. Dinofitovye vodorosli Ukrainy (illjustrirovannyj opredelitel'), Otv. Red. P. M. Carenko, 444 (Kiev: Al'terpres, 2011).
12. Tsarenko P. M Nomenklaturno-taksonomicheskie izmenenija v sisteme "zelenyh" vodoroslej,Al'gologija, 15, 4, 459 (2005).
13. Semenov A. D. Rukovodstvo po himicheskomu analizu poverhnostnyh vod sushi, 541 (L., Gidrometeoizdat, 1977).
14. Bugranova O. S., Tsoupikova N. A. Dinamika sezonnogo razvitija fitoplanktona pruda Nizhnego (g. Kaliningrad) v 2015 godu i faktory, ee opredeljajushhie, 43, 11 (Izvestija KGTU, 2016).
15. Klimat Kaliningrada, Pogoda i klimat URL: http://www.pogodaiklimat.ru/climate/26702.htm (data obrashhenija: 25. 12. 2016).
16. Alekin O. A. Osnovy gidrohimii, 413 (L.: Gidrometeoizdat, 1970).
17. Prikaz Federal'nogo agentstva po rybolovstvu ot 18.01.2010 g. № 20 «Ob utverzhdenii normativov kachestva vody vodnyh ob#ektov rybohozjajstvennogo znachenija, v tom chisle normativov predel'no dopustimyh koncentracij vrednyh veshhestv v vodah vodnyh ob#ektov rybohozjajstvennogo znachenija», Rossijskaja gazeta, 2010, 5 marta.
18. Zakutin V. P., Chugunova N. N., Fetisenko D. A., Panteleeva Z. N., Bogomolova A. A., Ammonijsoderzhashhie podzemnye vody (uslovija formirovanija i rasprostranenija), Vodnye resursy, 22, 6, 726 (1995)
19. Trifonova I. S. Jekologija i sukcessija ozernogo fitoplanktona, 183 (L.: Nauka, 1990).
