Корнева Л.Г.¹, Глущенко Г.Ю.²

Lyudmila G. Korneva, Galina Yu. Glushchenko

¹Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН (Борок, Россия)
²ФИЦ Южный научный центр РАН (Ростов-на-Дону, Россия)

УДК 581.526.325:581.54(262.54)

В работе представлены результаты исследования фитопланктона Таганрогского залива Азовского моря и нижнего течения р. Дон в январе и апреле–ноябре 2017 г. Был определен его современный таксономический состав (210 видов эукариотических водорослей и цианобактерий). Эколого-географический анализ показал стабильность общей структуры альгофлоры планктона исследованного района по сравнению с предыдущими годами исследования (1980-е – начало 2000-х гг.). В работе также приведены результаты анализа сезонной динамики таксономической, размерной структур и ценотического состава фитопланктона. Отмеченные во время исследования временные и качественные изменения в альгоценозе свидетельствуют о высоком уровне содержания органического вещества в исследуемых водоемах и об увеличении гетеротрофной составляющей в функционировании экосистемы Нижнего Дона. Установлено, что в исследованных водоемах наиболее важным фактором формирования состава и структуры фитопланктона является соленость.

Ключевые слова: фитопланктон; сезонная сукцессия; размерная структура; соленость; климат; Таганрогский залив Азовского моря; Нижний Дон

Таганрогский залив Азовского моря и дельта впадающей в него реки Дон – это акватории, для которых характерны явления сгонов и нагонов воды, зависящие от силы и преобладающего направления ветра. В последние годы термохалинный режим устьевого взморья Таганрогского залива и дельты р. Дон претерпевает аномальные трансформации в связи с воздействием природного и антропогенного факторов, и как следствие этого – наблюдаемое в последние годы маловодье. В результате последнего отмечается смещение границы раздела пресных и морских вод в заливе максимально близко к устью реки. Так, в результате сгонов воды аномального масштаба и происходящего в последние годы осолонения Азовского моря в авандельте р. Дон периодически отмечают появление солоноватых вод с соленостью 4–8‰. Это мало изученное явление возникает из-за снижения объема вод, поступающих в Азовское море из р. Дон, и замещения их морскими водами Черного моря. В результате формируются новые, ранее не наблюдавшиеся типы стратификации водных масс в дельте реки (Матишов и др., 2017). В связи с этим важно понять, как процессы, происходящие на общем фоне аридизации климата, влияют на структуру автотрофного планктона.

Целью работы было изучить таксономический, размерный, эколого-географический состав и сезонную динамику фитопланктона Таганрогского залива Азовского моря и Нижнего Дона в современный период, проанализировать влияние абиотических факторов на формирование его пространственной и сезонной изменчивости в сравнении с предшествующими периодами наблюдений.

Материалом для работы послужили пробы фитопланктона, отобранные из поверхностного слоя воды в Таганрогском заливе и в нижнем течении р. Дон (Нижний Дон) в январе и апреле–ноябре 2017 г. В нижнем течении р. Дон исследовали участок от станицы Кочетовская до авандельты–дельты реки. В пределах Таганрогского залива согласно схеме районирования по гидродинамическим характеристикам и солености вод выделяли восточный район, находящийся под влиянием пресного стока р. Дон, центральный, где смешиваются опресненные водные массы и воды залива, и западный, на который воздействуют осолоненные азовоморские воды (Матишов и др., 2007; Студеникина и др., 2005). Обработка проб и учет микрофитопланктона (размер клеток ≥20 мкм) и ультрапланктона (пико- (0,2–2 мкм) и нанофракции (2–20 мкм)) производили по общепринятым методикам (Гусельникова и др., 2007; Методика…, 1975; Bellinger, Sigee, 2010). Влияние факторов среды на фитопланктон с учетом его сезонной и пространственной изменчивости оценивали с помощью регрессионного непараметрического анализа DistLM (distance-based linear modeling) с использованием индексов сходства Брея–Кёртиса и Theta+ (Anderson et al., 2008). В качестве факторов использовали соленость и температуру воды, в качестве показателя расстояния от устья – географическую долготу. Кластерный анализ проводили с учетом присутствия и отсутствия представителей различных отделов водорослей методом невзвешенного парного среднего (UPGMA), где в качестве критерия сходства использован индекс Брея–Кёртиса.

По результатам анализа материала в фитопланктоне Таганрогского залива и Нижнего Дона было выявлено 160 видов эукариотических водорослей, относящихся к 9 отделам: Bacillariophyta – 61, Chlorophyta – 52, Dinophyta – 18, Cryptophyta – 11, Euglenophyta – 11, Chrysophyta – 4, Xanthophyta, Charophyta и Haptophyta – по 1 виду и 50 видов Cyanobacteria. Наибольшим видовым богатством фитопланктона отличался Таганрогский залив – 172 вида. В нижнем течении Дона зафиксировано 150 видов. Общими для исследованных районов были 96 видов. Исследование видового богатства фитопланктона показало его изменение в направлении от нижнего течения р. Дон в сторону западной части Таганрогского залива, которое приобретало форму куполообразной кривой с максимумом в восточном и центральном районах, расположенных в зоне критической солености (хорогалиникума – 5–8 рsu): Нижний Дон – до 118, восточный и центральный районы залива – до 136, западный район – до 75 видов. Сравнение данных по составу альгофлоры планктона в период распреснения Азовского моря (1980-е–начало 2000-х гг.) (Лужняк, 2017; Макаревич, 2007) и настоящего исследования показало, что в 2017 г. в нижнем течении р. Дон количество видов не изменилось, а в заливе было обнаружено в три раза меньше. Превалирование, как и ранее, видового богатства диатомовых, зеленых водорослей и цианобактерий и преобладание космополитов, видов-индифферентов по отношению к солености и β-мезосапробов свидетельствует о стабильности общей структуры альгофлоры планктона исследованных районов.

Сезонная динамика и сукцессия фитопланктона в современных условиях изменения климата Нижнего Дона и Таганрогского залива в целом были близки к описанным в предшествующие годы исследования. Ценотический состав фитопланктона залива и реки в основном формировали диатомовые водоросли, цианобактерии и различные группы фитофлагеллят со смешанным типом питания (миксотрофы), но уровень его развития и характер сезонной динамики на Нижнем Дону и Таганрогском заливе различались. В нижнем течении р. Дон отмечали один основной максимум биомассы фитопланктона в мае (3,8–4,0 мг/л), сформированный диатомовыми, эвгленовыми и динофитовыми водорослями, с последующим ее снижением и постепенной перестройкой доминирующего комплекса: Bacillariophyta – Cyanobacteria – Cryptophyta. Присутствие последних в доминирующем комплексе ранее не отмечали в данном районе. В Таганрогском заливе было зафиксировано два подъема биомассы фитопланктона: в начале июня (6,0–14,0 мг/л) и в августе–сентябре (5,7–48,2 мг/л) за счет развития Cyanobacteria, а не диатомовыми и зелеными водорослями, как отмечали ранее. В Таганрогском заливе также было отмечено увеличение обилия видов цианобактерий из «планктотрихетового» комплекса.

По сравнению с предыдущими исследованиями были выявлены изменения в соотношении размерных групп фитопланктона Таганрогского залива и Нижнего Дона. Прослеживалось уменьшение роли микроводорослей в среднем на 10% за счет увеличения в 1,3 раза доли ультрапланктона. Кроме того, по мере увеличения солености увеличивался вклад в биомассу водорослей микрофракции.

Проведенный кластерный анализ районов исследования по соотношению крупных таксономических групп показал достоверную дифференциацию (R = 0,96) альгофлоры реки и залива.

Результаты анализа влияния абиотических факторов на фитопланктон подтвердили смещение границы распространения олигогалобных водорослей от центральной части Таганрогского залива к восточной (ближе к устью реки Дон), а также то, что соленость является наиболее важным фактором формирования состава и ценотической структуры автотрофного планктона исследуемой акватории. С помощью DistLM-анализа было показано, что по численному соотношению видов нано- и микрофитопланктона в рассматриваемых водоемах, в первую очередь, достоверно различались подледный и безледный комплексы. Уже в каждом из них четко прослеживалось формирование ценотических групп, которые распределялись в пространстве ординации факторов по направлению увеличения солености воды. Участки вод с соленостью 5–8 psu (зона хорогалиникума), судя по их координатам, сместились и располагались в восточной части Таганрогского залива (разрезы Порт-Катон–Красный десант и Чумбур-коса–Таганрог). Рассмотрев по отдельности альгоценозы Нижнего Дона и Таганрогского залива, было выявлено, что соленость для сообщества в Нижнем Дону – это менее значимый фактор, влияющий на численность и видовую структуру фитопланктона. Состав и структура фитопланктона данного района акватории более чувствительны к фактору долгота, который был использован в качестве показателя расстояния от устья и характера, силы течения и т.п. В Таганрогском заливе связь видового состава фитопланктона с соленостью наиболее выражена, но без явных изменений в его структуре: сохраняется количественное соотношение видов, приуроченных к другой солености и температурному режиму.

Таким образом, исследование фитопланктона в январе–ноябре 2017 г. в Таганрогском заливе и на Нижнем Дону показало, в целом общая структура альгофлоры планктона исследованной акватории по сравнению с предыдущими годами исследования практически не изменилась. Однако отмеченные во время исследования некоторые временные и качественные изменения в альгоценозе (увеличение доли мелкоклеточных видов водорослей, обилия видов «планктотрихетового» комплекса цианобактерий и миксотрофов) свидетельствуют о высоком уровне содержания органического вещества в исследуемых водоемах и об увеличении гетеротрофной составляющей в функционировании экосистемы. Увеличение солености вод в условиях аридизации способствовало периодическому расширению ареала распространения его морских представителей по направлению к дельте реки. Увеличение видового богатства и биомассы фитопланктона в зоне критической солености дополняют и согласуются с концепцией максимального разнообразия протистов в хорогалиникуме.

Работа выполнена в рамках Госзадания № АААА-А18-118122790121-5 и при поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 17-34-50135.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данном сообщении.

Список литературы

1. Гусельникова Н.Е., Черкасова М.Н., Власова С.Н., Ларин В.Е., Щеголькова Н.М. Методика прямого учета бактерий в пробах воды с применением флуоресцентного красителя // Питьевая вода. 2007. №1. С. 22–23.
2. Лужняк О.Л. Современное состояние фитопланктона нижнего течения реки Дон в условиях антропогенного преобразования стока // Вода: химия и экология. 2017. №9. C. 11–19.
3. Макаревич П.Р. Планктонные альгоценозы эстуарных экосистем. – М.: Наука. 2007. – 224 с.
4. Матишов Г.Г., Григоренко К.С., Московец А.Ю. Механизмы осолонения Таганрогского залива в условиях экстремально низкого стока Дона // Наука юга России. 2017. Т.13, №1. С. 35–43. DOI: https://doi.org/10.23885/2500-0640-2017-13-1-35-43.
5. Матишов Д.Г., Ильин Г.В., Моисеев Д.В. Сезонная термохалинная изменчивость водных масс в Таганрогском заливе Азовского моря // Вестник Южного научного центра. 2007. Т.3, №1. С. 28–35.
6. Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. – М.: Наука, 1975. – 240 c.
7. Студеникина Е.И., Мирзоян З.А., Мартынюк М.Л., Сафронова Л.М., Фроленко Л.Н., Шляхова Н.А., Афанасьев Д.Ф. Методы сбора и обработки гидробиологических проб // Методы рыбохозяйственных и природоохранных исследований в Азово-Черноморском бассейне. – Краснодар: АзНИИРХ, 2005. – С. 50–78.
8. Anderson M.J., Gorley A.M., Clarke K.R. PERMANOVA+ for PRIMER: Guide to Software and Statistical Methods. – UK: Plymouth, 2008. – 214 p.
9. Bellinger E.G., Sigee D.C. Freshwater Algae: Identification and Use as Bioindicators. – Wilts, Chippenham: Wiley-Blackwell, 2010. – 271 p. DOI: https://doi.org/10.1002/9780470689554

Статья поступила в редакцию 30.06.2020
После доработки 11.10.2020
Статья принята к публикации 07.11.2020

Об авторах

Корнева Людмила Генриховна – Lyudmila G. Korneva

доктор биологических наук
главный научный сотрудник, заведующая лабораторией альгологии, ФГБУН Институт биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН, Борок, Россия (Papanin Institute for Biology of Inland Waters RAS, Borok, Russia)

korneva@ibiw.ru

Глущенко Галина Юрьевна – Galina Yu. Glushchenko

младший научный сотрудник, ФГБУН «Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук» (ФИЦ ЮНЦ РАН), Ростов-на-Дону, Россия (Federal Research Centre the Southern Scientific Centre of RAS, Rostov-on-Don, Russia)

gluschenko_gala@mail.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 344006, Ростов-на-Дону, пр. Чехова, 41, ЮНЦ РАН. ; тел. (863)250-98-29.

ССЫЛКА:

Корнева Л.Г., Глущенко Г.Ю. Состояние фитопланктона Таганрогского залива и факторы, определяющие его развитие в 2017 г. // Вопросы современной альгологии. 2020. №2 (23). С. 69–73. URL: http://algology.ru/1635

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2020-2(23)-69-73

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно. 
Адрес - info@algology.ru

The state of phytoplankton in the Taganrog Bay and factors determining its development in 2017

Lyudmila G. Korneva¹, Galina Yu. Glushchenko²

¹Papanin Institute for Biology of Inland Waters RAS (Borok, Russia)
²Federal Research Centre the Southern Scientific Centre of RAS (Rostov-on-Don, Russia)

The work presents the results of a study of phytoplankton in Taganrog Bay of the Sea of Azov and the downstream reaches of the Don River (January, April – November 2017). During the study was identified the modern taxonomic composition (210 species of eukaryotic algae and cyanobacteria). Ecological and geographical analysis was showed the stability of the general structure of the plankton algoflora of the studied area compared with previous years of the study (1980s to early 2000s). The work also presents a characteristic of the seasonal dynamics of taxonomic, size structures, and coenotic composition of phytoplankton. During the study was noted the temporary and qualitative changes in composition of phytoplankton, which are indicate a high level of organic matter in the studied reservoirs and an increase in the heterotrophic component in the functioning of the Lower Don ecosystem. It was found that in the studied water bodies the important factor in the formation of composition and the structure of phytoplankton is salinity.

Key words: phytoplankton; seasonal succession; size structure; climate; salinity; Taganrog Bay of the Sea of Azov; Lower Don

References

1. Anderson M.J., Gorley A.M., Clarke K.R. PERMANOVA+ for PRIMER: Guide to Software and Statistical Methods. UK: Plymouth, 2008. 214 p.
2. Bellinger E.G., Sigee D.C. Freshwater Algae: Identification and Use as Bioindicators. Wiley-Blackwell, Wilts, Chippenham, 2010. 271 p. DOI: https://doi.org/10.1002/9780470689554
3. Guselnikova N.E., Cherkasova M.N., Vlasova S.N., Larin V.E., Schegolkova N.M. Metodika pryamogo ucheta bakterij v probah vody s primeneniem fluorescentnogo krasitelya [The method of direct accounting of bacteria in water samples using a fluorescent dye]. Pit'evaya voda. 2007. №1. Р. 22–23. (In Russ.)
4. Luzhnyak O.L. Sovremennoe sostoyanie fitoplanktona nizhnego techeniya reki Don v usloviyah antropogennogo preobrazovaniya stoka [The current state of phytoplankton in the lower reaches of the Don River under conditions of anthropogenic runoff transformation]. Voda: himiya i ekologiya [Water: chemistry and ecology]. 2017. №9. P. 11–19. (In Russ.)
5. Makarevich P.R. Planktonnye al'gocenozy estuarnyh ekosistem. [Planktonic algocenoses of estuarine ecosystems]. Nauka, Moscow, 2007. 224 p. (In Russ.)
6. Matishov G.G., Grigorenko K.S., Moskovets A.Yu. The salinization mechanisms in the Taganrog Bay under the conditions of the Don River extremely low runoff. Nauka yuga Rossii [Science in the South of Russia]. 2017. V.13, №1 P. 35–43. (In Russ.) DOI: https://doi.org/10.23885/2500-0640-2017-13-1-35-43
7. Matishov D.G., Ilyin G.V., Moiseev D.V. Seasonal thermohaline variability of water mass in the Taganrog Bay of the Azov Sea. Vestnik Yuzhnogo nauchnogo centra. 2007. T.3, №1. P. 28–35. (In Russ.)
8. Metodika izucheniya biogeocenozov vnutrennih vodoemov [Method for the study of biogeocenoses of inland waters]. Nauka, Moscow, 1975. 240 p. (In Russ.)
9. Studenikina E.I., Mirzoyan Z.A., Martynyuk M.L., Safronova L.M., Frolenko L.N., SHlyahova N.A., Afanas'ev D.F. Metody sbora i obrabotki gidrobiologicheskih prob [Methods of collecting and processing hydrobiological samples]. Methods of fisheries and environmental research in the Azov-Black Sea basin. AzNIIRKh, Krasnodar, 2005. P. 50–79. (In Russ.)

Authors

Korneva Lyudmila G.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-8449-5906, РИНЦ AuthorID – 67514

Papanin Institute for Biology of Inland Waters RAS, Borok, Russia

korneva@ibiw.ru

Glushchenko Galina Yu.

ORCID – https://orcid.org/0000-0001-8906-8690, РИНЦ AuthorID – 604588

Federal Research Centre the Southern Scientific Centre of RAS, Rostov-on-Don, Russia

gluschenko_gala@mail.ru

ARTICLE LINK:

Korneva L.G., Glushchenko G.Yu. The state of phytoplankton in the Taganrog Bay and factors determining its development in 2017. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2020. № 2 (23). P. 69–73. URL: http://algology.ru/1635

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2020-2(23)-69-73

When reprinting a link to the site is required

Dear colleagues! If you want to receive the version of the article in PDF format, write to the editor,please and we send it to you with pleasure for free. 
Address - info@algology.ru

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ И КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147