Палагушкина О.В.¹, Баянов Н.Г.²

Olga V. Palagushkina, Nikolay G. Bayanov

¹Казанский (Приволжский) федеральный университет (Казань, Россия)
²Государственный природный биосферный заповедник «Керженский»
(Нижний Новгород, Россия)

УДК 561.26

Диатомовый анализ голоценовых осадков озер Пустое и Черное выявил 37 таксонов диатомовых водорослей двух классов, пяти порядков, восемнадцати семейств и двадцати пяти родов с низкой степенью сходства видового состава (39%) и различием экологических приоритетов диатомовых двух озер по ведущим абиотическим факторам – солености и рН. Озеру Черное свойственно большее число видов (26), наличие галофильных видов, а также преобладание индикаторов щелочной реакции среды. Особенностью озера Пустое является полное отсутствие галофильных форм и преобладание видов, предпочитающих кислую реакцию среды. Большее число планктонных видов было свойственно озеру Черное в силу больших глубин этого карстового водоема. По географической приуроченности в этих озерах отмечаются аркто-альпийские виды.

Ключевые слова: Нижегородская область; озеро; озеро Пустое; озеро Черное; диатомовые; голоценовые донные осадки

Исследование диатомовых водорослей проводилось в современных донных осадках двух озер Нижегородского Заволжья – Черного и Пустого, расположенных на заболоченной равнине в междуречье Керженца (притока р. Волги) и Люнды (притока р. Ветлуги). Несмотря на близкое географическое положение озер, по происхождению и физико-химическим характеристикам воды они различны. Озеро Черное имеет глубокую (до 16 м) воронку в южной части и две впадины (8 и 12 м) в северной части, сильно изрезанную береговую линию, что позволяет предположить его карстовый генезис, площадь озера составляет 31,2 га. Вода озера обладает средней минерализацией, реакцией среды, близкой к нейтральной и химическим типом воды гидрокарбонатного класса группы кальция. Котловина озера Пустого блюдцеобразная, неглубокая (максимальная глубина 5,5 м), береговая линия ровная, округлая. Современная площадь озера – всего 2,2 га. Считается, что озеро Пустое – остаток некогда большого водоема, сохранявшегося в понижении рельефа, сформированном стекающими приледниковыми водами. Вода озера Пустое отличается малой минерализацией, кислой реакцией среды и химическим типом сульфатного класса группы натрия (Баянов, Юлова, 2001).

Материалы и методы

Донные осадки озер Черное и Пустое были отобраны 29 августа 2018 г. дночерпателем Экмана-Берджа на глубинах 3,0–3,5 м за границей распространения высшей водной растительности. Техническая обработка образцов донных отложений на диатомовый анализ проводилась с использованием метода водяной бани (Battarbee, 1986) в лаборатории Палеоклиматологии и палеомагнетизма Института геологии и нефтегазовых технологии Казанского (Приволжского) федерального университета. Для изготовления постоянных препаратов использовалась высокопреломляющая смола Naphrax. При определении видового состава использовались отечественные и зарубежные определители (Забелина и др., 1951; Krammer, Lange-Bertalot, 1986, 1988, 1991). При составлении систематического списка использована общепринятая в России классификация диатомовых водорослей (Глезер и др., 1988) с учетом последних ревизий (Генкал и др., 2013; Guiry, Guiry, 2019).

Подсчет створок диатомей проводился в постоянных препаратах по параллельным трансектам до 300–500 штук с использованием светового микроскопа МБИ-3 и иммерсионной среды. Общее число створок принималось за 100%. Доминирующими считались виды, составляющие 10% и более от общего числа створок в препарате, субдоминантами – виды, число створок которых колебалось от 5 до 10%. Эколого-географическая характеристика диатомовых давалась по отношению к местообитанию, солености, рН воды, по географическому распространению, температурной приуроченности и реофильности (Давыдова, 1985; Баринова и др., 2006).

Степень сходства видового состава диатомовых комплексов исследуемых озер вычислялась по формуле:

где a и b – число видов в озерах a и b, а c – число сходных видов (Sorensen, 1948).

Результаты и обсуждение

По результатам исследования двух проб современных донных осадков озер Черного и Пустого было определено 37 таксонов диатомовых водорослей, принадлежащих к 2 классам, 5 порядкам, 18 семействам и 25 родам (таблица).

Таблица. Систематический список и встречаемость видов диатомовых водорослей в донных осадках озер Черное и Пустое

ТАБЛИЦА ОТКРЫВАЕТСЯ ПРИ НАЖАТИИ НА ССЫЛКУ

Table. Systematic list and occurrence of diatom species in bottom sediments of lakes Chernoe and Pustoye

THE TABLE CAN BE SEEN BY CLICKING ON THE LINK

В озере Пустое было отмечено 20 видов и внутривидовых таксонов диатомовых, в озере Черное – 26. Сходство видового состава этих двух озер оказалось невысоким, всего 39%.

Среди диатомовых голоценовых осадков озера Пустое по местообитанию преобладали бентосные виды – 11 (55%), затем следовали планктонно-бентосные – 6 (30%), планктонные виды были представлены одним видом Aulacoseira islandica (O.Müller) Simons. (5%).

По отношению к фактору солености были отмечены только олигогалобы, из них наиболее разнообразной являлась группа видов-индифферентов – 12 (60% от общего числа видов в озере), затем следовали виды-галофобы – 6 (30%). Другие группы диатомовых по отношению к солености воды в озере не отмечались.

По отношению к рН большая часть отмеченных таксонов – 7 (35% от общего числа таксонов) – это обитатели вод с кислой реакцией среды, причем 6 таксонов (30%) – ацидофилы, 1 вид – Eunotia subarcuatoides Alles, Norpel et Lange-Bert (5%) – ацидобионт; индифференты были представлены пятью таксонами (25% от общего числа таксонов), алкалифилы – тремя видами (15%): Planothidium lanceolatum (Brébisson ex Kützing) Lange-Bertalot, Cymbella mesiana Choln., Fragilaria capitata (Ehrb.) Lange-Bert.

По географической приуроченности большая часть видов – 10 (50% от общего числа таксонов) – была отнесена к космополитам, 4 вида (20%) – к бореальным, 1 вид –Frustulia rhomboides (Ehrb.) De Toni (5%) – к группе арктоальпийских видов.

По литературным данным информация по температурному предпочтению имеется только для 5 из 20 видов, из них 2 характеризовались как обитатели умеренных температурных условий, Aulacoseira islandica (O.Müller) Simons. – как холодолюбивый, Tabellaria flocculosa (Roth) Kütz. – как эвритермный и Planothidium lanceolatum (Brébisson ex Kützing) Lange-Bertalot – как теплолюбивый.

По отношению к фактору течения выявлена характеристика для 15 видов из 20, из них преобладали виды стояче-текучих (7) и текучих вод (5), виды стоячих вод были представлены 3 видами (Frustulia rhomboides (Ehrb.) De Toni, Pantocsekiella ocellata (Pantocsek) K.T.Kiss & Бcs 2016, Discostella pseudostelligera (Cleve & Grunow) Houk & Klee).

По числу створок в донных осадках доминировали Pinnularia mesolepta (Ehrb.) W. Sm. (30%), Eunotia sudetica O. Müll. (13,7%), Tabellaria flocculosa (Roth) Kütz. (14,3%). Среди субдоминантов можно назвать только один вид – Pinnularia microstauron (Ehrb.) Cl. (7,2%).

Среди диатомовых озера Черное по местообитанию также преобладали бентосные виды – 12 (46%), затем следовали планктонно-бентосные – 10 (38%). Планктонные виды озера Черного составляли 11,5% и были представлены видами класса Центрические – Aulacoseira islandica (O.Müller) Simons. (6,2%), Aulacoseira subarctica (O.Müller) Haworth (43,6%) и Cyclotella radiosa (Grun.) Lemm.

По отношению к фактору солености также были отмечены только олигогалобы, из них также наиболее представленной была группа видов-индифферентов – 17 (65,4% от числа олигогалобов), затем следовали виды-галофобы – 5 (19,3%), из представителей галофилов было отмечено 2 вида (7,7%) – Staurosirella pinnata (Ehrenberg) D.M.Williams & Round. и Stauroneis phoenicenteron (Nitzsch) Ehrb.

Важным отличием для озера Черного является то, что по отношению к рН большая часть отмеченных таксонов – 11 (42,3% от общего числа таксонов) – обитатели вод со щелочной реакцией, причем 7 таксонов (26,9%) – алкалифилы, 4 (15,4%) – алкалибионты; 6 видов (23,1%) относилось к группе ацидофилов, индифферентные виды были самыми немногочисленными – 2 (7,7%): Discostella pseudostelligera (Cleve & Grunow) Houk & Klee и Pinnularia microstauron (Ehrb.) Cl.

По географической приуроченности так же, как и для озера Пустого, большая часть видов была отнесена к космополитам – 16 (61,5% от общего числа таксонов), 5 (19,2%) – к бореальным, 2 вида (7,7%) – Frustulia rhomboides (Ehrb.) De Toni и Tetracyclus glans (Ehrb.) Mills (7,4%) – к арктоальпийским, был также отмечен один альпийский вид (3,8%) –Aulacoseira subarctica (O.Müller) Haworth (рис. 1).

Рис. 1. Aulacoseira subarctica (O.Müller) Haworth, озеро Черное (сканирующий электронный микроскоп, фото О.В. Палагушкиной)

Fig. 1. Aulacoseira subarctica (O.Müller) Haworth, the lakes Chernoe (scanning electron microscope, photo by O.V. Palagushkina)

Литературная информация по температурной приуроченности имеется только для 8 видов, из них три (Aulacoseira distans (Ehrb.) Simons, Aulacoseira islandica (O.Müller) Simons., Aulacoseira italica (Ehrb.) Simons. - рис. 2) характеризуются как холодолюбивые виды. Обитатели умеренных температурных условий и эвритермные виды насчитывали по два вида, также был отмечен один теплолюбивый вид – Planothidium lanceolatum (Brébisson ex Kützing) Lange-Bertalot.

Рис. 2. Aulacoseira italica (Ehrb.) Simons., озеро Черное (сканирующий электронный микроскоп, фото О.В. Палагушкиной)

Fig. 2. Aulacoseira italica (Ehrb.) Simons., the lakes Chernoe (scanning electron microscope,
photo by O.V. Palagushkina)

По отношению к фактору течения выявлена характеристика для 21 вида, из них преобладали виды-индифференты (стояче-текучих) вод – 14 видов, 5 видов относилось к группе водорослей текучих вод и только 2 вида относилось к водорослям, предпочитающим стоячие воды: Frustulia rhomboides (Ehrb.) De Toni и Discostella pseudostelligera (Cleve & Grunow) Houk & Klee.

По числу створок в донных осадках доминировали Aulacoseira subarctica (O. Müll.) Haworth (43,6%), Discostella pseudostelligera (Cleve & Grunow) Houk & Klee. (17,8%), субдоминировали – Aulacoseira islandica (O. Müll.) Simons. (6,2%), Aulacoseira granulata (Ehrb.) Simons. (7,2%) (рис. 3), Fragilaria capucina Desm. (5,2%).

Рис. 3. Aulacoseira granulata (Ehrenberg) Simonsen, озеро Черное (сканирующий электронный микроскоп, фото О.В. Палагушкиной)

Fig. 3. Aulacoseira granulata (Ehrenberg) Simonsen, the lakes Chernoe (scanning electron microscope,
photo by O.V. Palagushkina)

Заключение

Диатомовый анализ голоценовых осадков озер Пустое и Черное показал низкую степень сходства видового состава (39%) и различие экологических приоритетов диатомовых двух озер по ведущим абиотическим факторам – солености и рН. Озеру Черному свойственно большее число видов, преобладание индикаторов щелочной реакции среды и наличие галофильных видов, доминирование створок Aulacoseira subarctica (O. Müll.) Haworth, Discostella pseudostelligera (Cleve & Grunow) Houk & Klee., субдоминирование Aulacoseira islandica (O. Müll.) Simons., Aulacoseira granulata (Ehrb.) Simons. и Fragilaria capucina Desm.

Особенностью озера Пустое является полное отсутствие галофильных диатомей и преобладание видов, предпочитающих кислую реакцию воды. По числу створок в донных осадках доминировали Pinnularia mesolepta (Ehrb.) W. Sm., Eunotia sudetica O. Müll., Tabellaria flocculosa (Roth) Kütz., субдоминировал вид Pinnularia microstauron (Ehrb.) Cl.

В диатомовой флоре обоих озер по географической приуроченности отмечаются аркто-альпийские виды. В озере Пустое это ацидофильный вид Frustulia rhomboides (Ehrb.) De Toni., а в озере Черное – алкалибионтный вид Aulacoseira subarctica (O. Müller) Haworth. Выявленные закономерности видового состава диатомовых не противоречат отмеченным в озерах физико-химическим характеристикам воды.

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

Список литературы

1. Баринова С.С., Медведева Л.А., Анисимова О.В. Биоразнообразие водорослей-индикаторов окружающей среды. – Тель-Авив: PiliesStudio, 2006. – 498 с.
2. Баянов Н.Г., Юлова Г.А. К вопросу о происхождении и современном экологическом состоянии некоторых озер Нижегородского Заволжья // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия: Биология. 2001. Т.1, №2. С. 91–102.
3. Генкал С.И., Куликовский М.С., Михеева Т.М., Кузнецова И.В., Лукьянова Е.В. Диатомовые водоросли планктона реки Свислочь и ее водохранилищ. – М.: Научный мир, 2013. – 236 с.
4. Глезер З.И., Караева Н.И., Макарова И.В., Моисеева А.И., Николаев В.А. Классификация диатомовых водорослей // Макарова И.В. (ред.) Диатомовые водоросли СССР (ископаемые и современные). Т.2, вып.1. – Л.: Наука, 1988. – С. 31–35.
5. Давыдова Н.Н. Диатомовые водоросли – индикаторы природных условий водоемов в голоцене. – Л.: Наука, 1985. – 244 с.
6. Забелина М.М., Киселев И.А., Прошкина-Лавренко А.И., Шешукова В.С. Диатомовые водоросли: Определитель пресноводных водорослей СССР, Вып. 4. – М.: Советская наука, 1951. – 620 с.
7. Battarbee R.W. Diatom analysis // B.E. Berglund (Ed.). Handbook of Holocene Palaeoecology and Palaeohydrology. – J. Wiley & Sons, 1986. – P. 527–570.
8. Guiry M.D., Guiry G.M. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. AlgaeBase. 2019. http://www.algaebase.org (дата обращения – 01.01.2019)
9. Krammer K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae. 1. Teil: Naviculaceae: Suesswasserflora von Mitteleuropa. – Stuttgart, Jena: Gustav Fischer Verlag, 1986. – 976 p. 
   
10. Krammer K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae 2. Teil: Bacillariaceae, Epithemiaceae, Surirellaceae // Süßwasserfl ora von Mitteleuropa. – Jena: Gustav Fischer Verlag, 1988. Bd. 2/2. – 596 p.
11. Krammer K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae 3. Teil: Centrales, Fragilariaceae, Eunotiaceae // Süßwasserfl ora von Mitteleuropa. – Stuttgart, Jena: Gustav Fischer Verlag, 1991. Bd. 2/3. – 576 p.
    
12. Sorensen T. A method of establishing groups of equal amplitude in plant sociology based on similarity of species and its application to analyses of the vegetation on Danish commons // Biologiske Skrifter. 1948. №5. P. 1–34.

Статья поступила в редакцию 30.06.2020
После доработки 19.11.2020
Статья принята к публикации 23.12.2020

Об авторах

Палагушкина Ольга Викторовна – Olga V. Palagushkina

кандидат биологических наук
доцент, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия (Kazan (Volga Region) Federal University, Kazan, Russia), Институт управления, экономики и финансов, кафедра Природообустройства и водопользования

opalagushkina@mail.ru

Баянов Николай Георгиевич – Nikolay G. Bayanov

кандидат биологических наук
зам. директора по науке, начальник научного отдела, зам. главного государственного инспектора в области охраны окружающей среды, ФГБУ «Государственный природный биосферный заповедник "Керженский"», Нижний Новгород, Россия (FSBI «State Natural Biosphere Reserve ”Kerzhensky”», Nizhny Novgorod, Russia)

bayanovng@mail.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 420008, г. Казань, ул. Кремлевская, КФУ; тел. +7 (843) 2213385.

ССЫЛКА:

Палагушкина О.В., Баянов Н.Г. Диатомовые водоросли из голоценовых осадков озер Пустое и Черное (Нижегородская область) // Вопросы современной альгологии. 2020. №3 (24). С. 32–41. URL: http://algology.ru/1652

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2020-3(24)-32-41

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

Diatoms from the Holocene sediments of lakes Pustoye and Chernoe
(Nizhny Novgorod region)

Olga V. Palagushkina¹, Nikolay G. Bayanov²

¹Kazan (Volga Region) Federal University (Kazan, Russia)
²State Natural Biosphere Reserve “Kerzhensky” (Nizhny Novgorod, Russia)

The diatom analysis of the Holocene sediments of Pustoye and Chernoe lakes revealed 37 taxa of diatoms of two classes, five orders, eighteen families and twenty-five genera with a low degree of similarity of species composition (39%) and differences in the ecological priorities of the diatoms according to the leading abiotic factors - salinity and pH. Lake Chernoe is characterized by a greater number of species (26), the presence of halophilic species, as well as the prevalence of indicators of alkaline reaction of the environment. A feature of Lake Pustoye is the complete absence of halophilic forms and the predominance of species that prefer an acidic water reaction. A greater number of planktonic species was characteristic of Lake Chernoe due to the greater depths of this karst reservoir. According to the geographical location in these lakes, arcto-alpine species are noted.

Key words: Nizhny Novgorod region; lake; Pustoye lake; Chernoe lake; diatoms; Holocene bottom sediments

References

1. Barinova S.S., Medvedeva L.A., Anissimova O.V. Bioraznoobrazie vodorosley-indikatorov okruzhayushchey sredy [Diversity of algae indicators in environmental assessment]. Pilies Studio, Tel Aviv, 2006. 498 p. (In Russ.)
2. Battarbee R.W. Diatom analysis. In: B.E. Berglund (Ed.), Handbook of Holocene Palaeoecology and Palaeohydrology. J. Wiley & Sons, 1986. P. 527–570.
   
3. Bayanov N.G., Yulova G.A. K voprosu o proishozhdenii i sovremennom ekologicheskom sostoyanii nekotorih ozer Nizhegorodskogo Zavolzhya [On the origin and current environmental status of some lakes of the Nizhny Novgorod Trans-Volga region]. Vestnik Nizhegorodskogo universiteta im. N.I. Lobachevskogo. Seriya: Biologiya [Bulletin of the Nizhny Novgorod University. N.I. Lobachevsky. Series: Biology]. 2001. V.1, №2. P. 91–102. (in Russ.)
4. Davydova N.N. Diatomovye vodorosli – indikatory prirodnyh uslovij vodoemov v golocene [Diatoms as indicators of environmental conditions of water bodies in the Holocene]. Nauka, Leningrad, 1985. 244 p. (In Russ.)
5. Genkal S.I., Kulikovskii M.S., Miheeva T.M., Kuznecova I.V., Lukyanova E.V. Diatomovie vodorosli planktona reki Svisloch i ee vodohranilish' [Diatoms of plankton of the Svisloch River and its reservoirs]. Nauchnii mir [Scientific World], Moscow, 2013. 236 p. (in Russ.)
6. Glezer Z.I., Karaeva N.I., Makarova I.V., Moiseeva A.I., Nikolaev V.A. Klassifikaciya diatomovih vodoroslei [Classification of diatoms]. In: Makarova I.V. (Ed.) Diatomovie vodorosli SSSR (iskopaemie i sovremennie). [Diatoms of the USSR (fossil and modern)]. V.2, issue.1. Nauka, Leningrad, 1988. P. 31–35. (in Russ.)
7. Guiry M.D., Guiry G.M. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. AlgaeBase. 2019. http://www.algaebase.org (date – 01.01.2019)
8. Krammer K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae. 1. Teil: Naviculaceae: Suesswasserflora von Mitteleuropa. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, Jena, 1986. 976 p.
   
9. Krammer K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae 2. Teil: Bacillariaceae, Epithemiaceae, Surirellaceae. Süßwasserfl ora von Mitteleuropa. Gustav Fischer Verlag, Jena, 1988. Bd. 2/2. 596 p.
10. Krammer K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae 3. Teil: Centrales, Fragilariaceae, Eunotiaceae. Süßwasserfl ora von Mitteleuropa. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, Jena, 1991. Bd. 2/3. 576 p.
11. Sorensen T. A method of establishing groups of equal amplitude in plant sociology based on similarity of species and its application to analyses of the vegetation on Danish commons. Biologiske Skrifter. 1948. №5. P. 1–34.
12. Zabelina M.M., Kiselev I.A., Proshkina-Lavrenko A.I., Sheshukova V.S. Diatomovie vodorosli: Opredelitel presnovodnih vodoroslei SSSR [Diatoms: Determinant of Freshwater Algae of the USSR]. Vol. 4. Sovetskaya nauka, Moscow, 1951. 620 p. (in Russ.)

Authors

Palagushkina Olga V.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-8131-0216

Kazan (Volga Region) Federal University, Kazan, Russia

opalagushkina@mail.ru

Bayanov Nikolay G.

ORCID – http://orcid.org/0000-0002-2097-3868

ResearcherID – L-3116-2016

State Natural Biosphere Reserve "Kerzhensky", Nizhny Novgorod, Russia

bayanovng@mail.ru

ARTICLE LINK:

Palagushkina O.V., Bayanov N.G. Diatoms from the Holocene sediments of lakes Pustoye and Chernoe (Nizhny Novgorod region). Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2020. № 3 (24). P. 32–41. URL: http://algology.ru/1652

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2020-3(24)-32-41

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