ВИДОВОЙ СОСТАВ И ПРОДУКТИВНОСТЬ PHYTOMASTIGINA

ВИДОВОЙ СОСТАВ И ПРОДУКТИВНОСТЬ PHYTOMASTIGINA (CALKINS, 1909) РЕКИ ВОЛГИ В ПРЕДЕЛАЛАХ
ГОРОДА АСТАРХАНИ
Карпова Е.М.
Астраханский государственный университет,
Астрахань
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)
март
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
10,83
30,02
108,12
120,02
127,25
102,12
72,64
2003
49,66
116,46
Средняя годовая численность (2003 г.): 67,05±0,79
9,23
40,41
124,11
114,12
110,31
96,03
33,65
2004
57,92
106,82
2005
6,24
23,12
33,18
Средняя годовая численность (2004 г.): 59,97±0,75
70,18
131,61
116,76
85,72
55,75
111,36
Средняя годовая численность (2005 г.): 57,21±0,89
октябрь
28,68
35,03
ноябрь
3,76
10,97
0,85
15,16
21,18
27,09
4,35
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)
март
апрель
май
июнь
июль
август
0,79
1,19
3,89
4,17
3,37
2,32
2003
1,96
3,29
0,91
2004
2005
1,88
2,49
0,64
1,61
1,81
сентябрь
1,06
Средняя годовая биомасса (2003 г.): 1,96±0,04
4,68
3,82
3,19
2,74
1,88
3,25
Средняя годовая биомасса (2004 г.): 2,27±0,01
3,19
3,61
4,57
3,11
2,43
3,76
Средняя годовая биомасса (2005 г.): 2,26±0,07
октябрь
0,58
ноябрь
0,26
0,63
1,11
0,18
1,06
0,86
1,22
0,38
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.