Scientific journal

Fundamental research

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

Дельта реки Волги является уникальным природным образованием. Здесь расположены места нереста и нагула ценных промысловых видов рыб, заповедные зоны животного мира, помимо этого дельта обладает еще одним ресурсом - наличие месторождений нефти и газа. Два последних свойства указывают на то, что акватория дельты находится под мощным антропогенным воздействием, которое скорее со временем будет увеличиваться, а не уменьшаться. В связи с этим для сохранения ценной природной составляющей дельты необходимо строго контролировать любые возможные изменения в состоянии экосистемы дельты Волги. Справляться с этой обязанностью возможно лишь при осуществлении ежегодного мониторинга.

Как известно, в экосистемах водоемов самого различного типа ключевым компонентом, определяющим их продуктивность и качество воды, является фотосинтезирующий планктон. К тому же в пресных водоемах он является одним из главных автотрофных продуцентов органического вещества. Планктонные одноклеточные способны первыми реагировать на любые изменения в водной среде.

При изучении структуры сообществ и продуктивности водоемов необходимо учитывать все составляющие сообщество звенья. Однако данных о количественном развитии многочисленной и важной группы фотосинтезирующих мелких жгутиковых еще очень мало. Их систематический состав почти не изучен.

По результатам проведенного анализа главных направлений изменения основных характеристик фитомастигин дельты р. Волги в видовом составе и по станциям в течение вегетационных периодов 2003 - 2005 годов, на наш взгляд, довольно интересным является сравнение качественных и количественных показателей фитомастигин на протяжении вегетативных сезонов в исследуемые годы.

В период исследований видовое разнообразие фитомастигин р. Волги (фитопланктона в целом) было средним по величине. Количество видов было непостоянным и изменялось в зависимости от сезона года. В осенний период фиксировалось самое низкое разнообразие Phytomastigina.

Обращая внимание на имеющиеся литературные данные (Горбунов, 1958; Волошко, 1969, 1971, 1972; Гусева, Приймаченко, 1968, 1971; Кузьмин, 1974; Горюнова, Кондратьева, 1975; Кондратьева, 1976; Сокольский, Темразова, 1980; Охапкин, 2001; Фитопланктон Нижней Волги..., 2003), необходимо отметить, что на протяжении последних сорока пяти лет (с 60-х гг. по настоящее время) существенных изменений в видовом составе не произошло.

Представители фитомастигин в 2003 году занимали второе место по интенсивности развития, уступая лишь диатомовым. Видовой состав был представлен видами из 4 типов: Euglenozoa, Chrysophyta, Chlorophyta, Cryptophyta. Особенно обильно вегетировали виды родов Eudorina, Euglena, Chroomonas, а также вид Pandorina morum. В летний период на отдельных станциях отмечалось преобладание отдельных видов Phytomastigina над другими организмами. Особенно это касается Euglena acus и Euglena viridis, а также видов родов Chlamydomonas и Dinobryon. Количество видов Phytomastigina колебалось в зависимости от сезона. Так, набольшее количество видов было достигнуто в конце августа - начале сентября и составило 15 видов, а наименьшее - в ноябре (3 вида).

Большинство станций характеризовалось низким разнообразием с относительно равномерным распределением информации между всеми присутствующими видами. Лишь на отдельных станциях отмечены доминирующие виды, что, как правило, снижало разнообразие сообщества фитомастигин. Роль фитомастигин в пополнении разнообразия планктона в весенний период 2003 года не столь значительна как в последующие сезоны, хотя количество видов возрастало вплоть до середины мая (с 3 до 11-13 видов). Летом количество видов незначительно возросло (до 18), а численность в конце июня - июле резко увеличилась. Разнообразие осеннего периода характеризовалось, как и весеннее (12-14 видов), отличаясь лишь видовым составом.

В развитии количественных показателей также резких изменений не произошло. Максимум численности и биомассы приходился на начало и конец летнего периода (табл. 1 и табл. 2).

Сезонная динамика количественных показателей фитомастигин характеризовалась ростом количественных показателей от весны к лету, с максимумом в конце июня.

В весенний период до середины мая фитомастигины в пробах по численности и биомассе уступали диатомовым. Их доля составляла не более 29-34%. В мае увеличилась интенсивность развития видов родов Chlamydomonas, Euglena и Trachelomonas, а в конце месяца рода Dinobryon, что на графике выражается в середине летнего периода пиком численности. Осенний период характеризовался постепенным угасанием продуктивности Phytomastigina. Необходимо отметить, что в 2003 году наиболее вариабельными показателями продуктивности, как по численности, так и по биомассе, являлись весенние показатели. Несмотря на то, что по вариабельности численность осеннего периода уступает лишь весеннему, биомасса фитомастигин этого времени значительно ниже летнего периода.

Таблица 1. Динамика численности фитомастигин в реке Волге (тыс.кл /л)

В 2004 году фитомастигины среди доминирующих форм речного планктона р. Волги занимали второе место, как и в предыдущий год после диатомовых, создавая основу флористического разнообразия.

Наиболее вариабельными оказались численные показатели весеннего периода. Кроме того, значение средней годовой численности за этот год значительно меньше, чем в предыдущий.

На фоне сезонного изменения количества видов фитомастигин наблюдалась смена их видового состава. Сообщество было представлено видами следующих типов: Chlorophyta, Euglenozoa, Cryptophyta. Наиболее многочисленным из Phytomastiginа был тип Chlorophyta. Для его представителей было характерно увеличение количества видов от весны к лету: в мае было зафиксировано 10 видов, а в августе - 21 вид. Причем 6 весенних видов полностью исчезали в летний период, а летом появились 9 видов, которые не развивались весной. На отдельных станциях в конце весеннего периода преобладали представители данного типа, что было вызвано, в основном, интенсивным развитием колониальных форм: Volvox globator, Pandorina morum. К тому же высокая биомасса была отмечена у видов родов Chlamydomonas, Thorakomonas, Lepocinclis, Euglena.

При формировании биомассы в отличие от численности, как в мае, так и в августе одноклеточные Chlorophyta преобладали над другими микроорганизмами, хотя в общей годовой динамике их доминирование было не столь выражено. Второе место по значимости в формировании разнообразия сообщества фитомастигин занимает тип Euglenozoa. Небольшое число видов данного типа, по нашему мнению, объясняется тем, что при фиксации формалином, искажается форма клетки, и теряются жгутики. Ряд особей идентифицировать не удалось.

Годовая динамика биомассы и численности фитомастигин в 2004 году характеризовалась одним максимумом в мае (табл. 1 и табл. 2). В осенне-летний период происходит постепенное угасание развития изучаемой группы организмов.

Таблица 2. Динамика биомассы фитомастигин в реке Волге (мг /л)

У фитомастигин р. Волги (у г. Астрахани) на протяжении 2005 года развивался неравномерно. Количество видов колебалось от 2 до 18. наименьшее количество видов было зарегистрировано в марте, а наибольшее - в июле. Видовое разнообразие изучаемой группы организмов характеризовалось сезонными изменениями.

Начиная с конца марта, разнообразие планктонных организмов пополняется в значительной степени за счет развития фитомастигин, и общее количество видов вплоть до первой декады мая находилось на уровне 7 экземпляров. Несмотря на относительно постоянное количество видов в течение всего этого времени, видовой состав менялся даже на протяжении одного месяца. При этом представители Phytomastigina по частоте встречаемости занимали третье место, уступая Bacillariophyta и Cyanophyta. За последнюю декаду мая количество видов стало возрастать вплоть до конца месяца (13-17 видов). Основные представители оставались прежними, но соотношение между ними изменилось в сторону увеличения численности видов фитомастигин. В конце лета в единичных экземплярах встречались перидиниевые. В осенние месяцы разнообразие фитомастигин и планктона в целом резко снизилось, не смотря на то, что численность не уступала весеннему периоду.

При формировании количественных показателей за 2005 год исследования был выделен один пик развития численности и биомассы. Он приходился на конец июля.

Начиная с марта и до середины апреля в пробах р. Волги у г. Астрахани численность и биомасса фитомастигин формировалась в основном за счет диатомовых, а представители изучаемой группы в этот период занимали третье место. Их доля от общих значений колебалась в пределах 8-25,7%. В середине апреля четкого преобладания по численности среди видов планктона не регистрировалось. Во второй половине апреля увеличилась интенсивность вегетации видов рода Chlamydomonas (численность и биомасса составляли свыше 43%, общих значений). В конце месяца увеличилась вегетация видов Chlamydomonas globosa и Euglena proxima, которые достигали по численности 41%, а по биомассе - 63% общих значений. К началу мая эти виды практически исчезли, а вместо них в качестве доминанта по численности и субдоминанта по биомассе появился другой вид данного рода - Euglena gracilis. В мае, как по численности, так и по биомассе доминировали виды нескольких родов: Euglena deses, Euglena viridis, Chlamydomonas reinhardii. С начала июня при развитии фитоценоза рассматриваемого участка доминантов не было. Интенсивнее других развивались такие виды, как Pandorina morum, Pediastrum duplex, Eudorina elegans и т.д. В течение этого периода количественные показатели возросли: по численности - от 69,2 до 235,0 тыс.кл/м³, а по биомассе - от 0,37 до 5,68 г/м³. Высокие значения количественных показателей в начале августа были обусловлены интенсивным развитием и доминированием видов Trachelomonas volvocina, Euglena oxyuris, Euglena viridis, Chlamydomonas globosa.

В осенний период количественные показатели резко сократились. В развитии преобладали весенние доминанты: Chlamydomonas globosa, Euglena proxima и Euglena gracilis. Кроме того, в пробах были обнаружены единичные экземпляры Cryptomonas caudatus, Cryptomonas gracilis, Chilomonas paramaecium, Gonium pectorale.

На основе полученных качественных и количественных характеристик планктонного сообщества была проведена биоиндикация качества вод р. Волги.

Необходимо отметить, что специального изучения сапробности вод дельты Волги не проводилось уже много десятилетий, но поскольку в работах некоторых авторов приведены списки организмов-индикаторов с указанием их обилия, то по ним с известной степенью приближения можно судить о сапробности волжских вод (Приймаченко, 1966б; Кузьмин, 1972,1976; Есырева и др., 1973; Кузьмин, Девяткин, 1975).

На протяжении весенне-осеннего периода 2003-2005 гг. в пробах в относительно равных соотношениях присутствовали организмы-индикаторы трех зон - β -, β - α - и α - мезосапробы. Необходимо отметить, что в 2003 году по сравнению с предыдущем годом (Егоров и др., 2004) увеличилось количество β-мезосапробных организмов.

Анализ полученного материала показал, что все естественные водотоки подвержены воздействию паводковых вод и вод с затапливаемых территорий, несущих большое количество органического вещества, накопленного за прошлый год, то есть в период полых вод был зафиксирован более высокий уровень органического загрязнения («умеренное загрязнение»), чем летом («слабое загрязнение»). Однако необходимо отметить, что уровень органического загрязнения в 2005 году (исходя из значений индекса сапробности и состава видов-индикаторов) по сравнению с 2003-2004 годами значительно снизился. В водотоках дельты Волги уровень органического загрязнения воды на протяжении всего периода исследований соответствовал зоне слабого загрязнения. В 2003-2005 годах наблюдалось значительное преобладание β - мезосапробных видов над другими видами-индикаторами.

Рассматривая формирование количественных показателей, было отмечено, что на всех исследуемых водотоках максимум своего развития фитомастигины достигали в летний период. При этом на большей части станций регистрировались доминанты и субдоминанты.

В пробах значительно большинства водотоков преобладают отделы Bacillariophyta и Cyanophyta, хотя соотношение количественных выражений между всеми присутствующими систематическими группами изменялось по сезонам.

Как известно из основ экологии, наличие доминирующих видов, а тем более явного одного доминанта характеризует сообщество как климаксное. Таким образом, при сопоставлении всех полученных результатов, а именно наличие в гидроценозах низовьев Волги доминантов и явное преобладание β - мезосапробных видов над другими видами - индикаторами указывают на устоявшуюся тенденцию к улучшению качества вод рассматриваемых районов.