Альгофлора планктона бассейна реки Цивиль в летнюю межень 2013 г

М алая река – это сложный природный объект, находящийся в тесной связи с окружающей средой, реагирующий на естественные и антропогенные изменения ее компонентов. По территории республики Чувашия полностью или частично протекает 2356 рек и ручьев общей протяженностью 8650 км. Наибольшая их часть (93,1%) имеет длину менее 10 км и относится к мельчайшим; рек длиной 10-25 км 119 (5%), от 100 до 500 км 5 (2%), и более 500 км только 2 (0,1 км).

Как известно, люди с древних времен селились по берегам больших и малых рек. Воды рек активно используются населением для питьевого, бытового и промышленного водоснабжения орошения, рекреации, рыболовства; пойменные и заливные луга являются ценными пастбищами, здесь производится заготовка кормов.

Химический состав воды малых рек, их гидрологический режим, и, соответственно, формирующиеся в них абиотические условия определяют состав и уровень развития в них организмов. Соответственно, впадая в более крупные водоемы малые реки локально влияют на состав воды и биоту в них.

Одним из важнейших компонентов планктонного сообщества любого водоема является фитопланктон. Водоросли снабжают воду кислородом, органическим веществом, являясь первым звеном трофических цепей в водоеме часто определяют качественный состав и уровень развития в нем консументов. Вместе с тем водоросли быстро и четко реагируют на изменение факторов среды.

Цель нашей работы – установить состав, определить уровень количественного развития водорослей одного из крупнейших притоков Волги – реки Цививль и ряде его притоков, установить влияние альгофлоры планктона притоков на планктонное сообщество водорослей Цивиля.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Река Цивиль – первый крупный правый приток Куйбышевского водохранилища, которая впадает в него в районе г. Мариинский посад в республике Чувашия. Река образуется в результате слияния Малого и Большого Цивилей у г. Цивильска. Протекает в пределах северной части Приволжской возвышенности, на территории республики Чувашия, ¼ часть которой принадлежит бассейну этой реки. Длина реки – 172 км, площадь водосборного бассейна – 4690км2. Среднегодовой расход воды в реке 21,2 м3/сек, среднегодовой объем стока – 0,92 км3.

В конце июля 2013 г. проводили исследования фитопланктона р. Цивиль от верховьев (у с. Тор-ханы Шумерлинского района республики Чувашия) до его устья у г. Мариинский посад. Изучали фитопланктон самой реки и его 9 притоков, отдельные гидрологические и гидрохимические (во время отбора) характеристики которых приведены в табл.1. Для оценки влияния притоков на фитопланктон Цивиля проводили изучение водорослей, развивающихся в Цивиле до впадения в него притоков и после их впадения.

Для анализа отбирали поверхностные пробы воды, при этом пользовались стандартными гидробиологическими методиками [3]. При идентификации водорослей пользовались современными определителями, полный список которых приведен нами ранее [10].

Таблица 1. Некоторые гидрологические и гидрохимические характеристики притоков р. Цивиль

Приток	Длина, км	S водосбора, км2	Место впадения в Ци-виль, км от устья	Сторона впадения	T,°C	рН	еН
Бреняшка	-	-	-	правый приток	21,8	8	289,5
Средний Ци-виль	28	210	130	правый приток	20,7	8,2	394,8
Аба-Сирма	24	74,6	130	левый приток	-	8,05	312,5
Большая Шатьма	35	182	92	левый приток	22,4	7,04	325,6
Унга	65	725	64	левый приток	-	8,1	358,3
Малый Цивиль	129	1450	55	правый приток	-	8,2	365,2
Рыкша	39	254	31	левый приток	-	7,7	384,5
Кукшум	38	166	14	левый приток	-	7,95	377,4
Теплая речка	-	-	-	левый приток	-	8,7	340,5

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

Работы по изучению фитопланктона р. Цивиль были начаты 100 лет назад А.В. Морозовым [4]. В 1984 г. сотрудники ИЭВБ РАН г. Тольятти в рамках изучения биотических и абиотических факторов притоков Куйбышевского водохранилища ежемесячно проводили работы в устьевой части реки Цивиль и в зоне выклинивания подпора. Результаты исследований обобщены в работах Н.Г. Тарасовой [11, 12]. В 2009 г. проводились комплексные гидробиологические исследования в низовьях р. Цивиль и ее притока р. Кукшум сотрудниками Татарского отделения ФГНУ «Гос-НИОРХ» [7, 8].

Всего в составе фитопланктна альгофлоры бассейна реки Цивиль в летнюю межень 2013 г. было зарегистрировано 427 таксонов водорослей, рангом ниже рода (табл. 2). Как и в основной массе пресноводных водоемов, наибольшим числом видов, разновидностей и форм водорослей отличался отдел зеленых водорослей, в котором было сосредоточено 35% от общего числа их видовых и внутривидовых таксонов, зарегистрированных в Цивиле и его притоках в исследуемый период. Затем следовали диатомовые (26%), эвгленовые (13%), зеленые (10%), доля представителей остальных отделов водорослей в формировании общего видового богатства альгофлоры была незначительной. Такое же соотношение в распределении «ведущих» отделов водорослей в зависимости от их таксономического состава характерно для водоемов г. Санкт-Петербурга [5], Нижнего Новгорода [9], Кержинского заповедника [1].

Как известно, эвгленовые водоросли развиваются в медленно текучих, хорошо прогреваемых, богатых органическим веществом водоемах [2]. Их значительная доля в формировании альгофло-ры р. Цивиль возможно связана с тем, что в местах исследования этот водоток характеризовался небольшими глубинами, и значительной сельскохозяйственной нагрузкой (места отбора проб бы- ли приурочены, как правило, к деревням, расположенным по берегам реки). Интересен тот факт, что отделы динофитовых, золотистых водорослей (предпочитающих чистые воды), и криптомонад (обитающих в водах, богатых органическими веществами) в р. Цивиль представлены одинаково небольшим числом таксонов.

Видовое богатство альгофлоры планктона притоков Цивиля и самой реки достаточно близко (разница всего 6 таксонов), при этом число проб, отобранных в Цивиле в 3 раза больше, чем в притоках. Общее высокое видовое богатство альгоф-лоры планктона бассейна реки обеспечивается своеобразием альгофлоры составляющих его водотоков. Удельное число видов водорослей (в одной пробе) изменялось в притоках от 48 в Бре-няшке до 123 в Теплой речке, а в самом Цивиле от 21 в верховье до 102 после впадения р. Рыкша.. Среднее удельное число видов в альгофлоре планктона Цивиля составляет 66 видов, а в аль-гофлоре планктона притоков – 88. Отличительной чертой альгофлоры притоков является более высокое, чем в Цивиле, содержание в ней диатомовых и меньшая роль в ее формировании эвгленовых водорослей.

От истока к устью отмечается тенденция повышения видового богатства фитопланктона (рис. 1). При этом в большинстве случаев, после впадения в Цивиль притоков в альгофлоре отмечается увеличение числа таксонов водорослей, рангом ниже рода.

В местах впадения в р.Цивиль некоторых притоков (Кукшум. Аба-Сирма, Рыкша), отмечаются значительные изменения в таксономической структуре фитопланктона, выражающиеся в значительном увеличении в нем роли диатомовых водорослей.

Средний коэффициент видового разнообразия Шеннона, рассчитанный по численности и биомассе фитопланктона, оказался достаточно высоким и составил 4,03 и 4,1 бит/экз. соответственно. Его максимальные показатели нередко превыша- ли 5 бит/экз. От верховьев реки к ее устью коэффициент видового разнообразия Шеннона, рассчитанный по численности фитопланктона, практически не изменяется, а по биомассе несколько увеличивается (рис. 2).

Показатели количественного развития фитопланктона р. Цивиль от истока к устью изменялись в достаточно широких пределах. Численность фитопланктона изменялась от 0,46 млн кл/л в районе старой мельницы до 58,44 млн кл/л в устье Цивиля (рис. 3). В верховье и низовье реки численность фитопланктона практически полностью определяется синезелеными водорослями.

Однако, в верхней части бассейна – это представители родов Anabaena, Leptolyngbya, Jaaginema, Aphanizomenon, а в устье реки – Microcystis и Aphanizomenon – виды, вызывающие «цветение» Куйбышевского водохранилища в летний период. В средней части реки (после впадения в Цивиль большой Шатьмы и до Теплой речки) значительную роль в формировании общей численности фитопланктона играли зеленые водоросли из порядка хлорококковых. Особенно высокие показатели численности фитопланктона отмечались в районе Теплой речки. Здесь активно развивались эвгленовые водоросли.

Таблица 2. Таксономический состав альгофлоры планктона р. Цивиль и ее притоков в июле 2013 г.

Отдел водорослей	Цивиль	Притоки	Всего
Cyanophyta        (Cyano procariota)	32	30	44
Chrysophyta	8	10	15
Bacillariophyta	60	89	112
Xanthophyta	5	3	6
Crypthophyta	13	13	16
Doniphyta	15	10	21
Rodophyta	1	0	1
Euglenophyta	39	28	55
Chlorophyta	115	99	148
Streptophyta	4	3	9
Итого	292	286	427

Рис. 1 Динамика видового богатства водорослей в альгофлоре р. Цивиль и ее притоков в июле 2013 г. от верховьев к устью реки

s

Линейная (no численности) •    - Линейная i по биомассе l

Рис. 2. Динамика видового разнообразия (коэффициент Шеннона, S) водорослей альгофлоры р. Цивиль и ее притоков в июле 2013 г. от верховьев к устью реки

Биомасса фитопланктона изменялась в гораздо более широких пределах, чем численность (от 0,12 мг/л после впадения в Цивиль Аба-Сирма) до 105,08 мг/л после впадения в реку Теплой речки. В верховье реки и в ее устье биомасса фитопланктона, как и численность, определялась развитием в нем цианопрокариот. От места впадения в Цивиль Аба-Сирма до Теплой речки в формировании общей биомассы значительна доля крупноклеточных представителей из отделов Bacillario-phyta, Euglenophyta. Район впадения в Цивиль Теплой речки характеризуется специфическими особенностями, которые выражаются в том, что до ее впадения биомассу фитопланктона определяли динофитовые водоросли, а именно Peridiniopsis kevei Grigor et Vassas – один из активно распространяющихся в последние десятилетия по Европе видов водорослей. После впадения в Ци- виль Теплой речки биомасса фитопланктона практически полностью определялась эвгленовы-ми водорослями.

Среднее значение биомассы фитопланктона в р. Цивиль составило 7,03 мг/л, что соответствует «умеренному» уровню «цветения» водоема. Однако, после впадения Теплой речки уровень «цветения» можно оценить как «гиперцветение» [6].

Количественные показатели развития фитопланктона (и численность и биомасса) увеличиваются от верховьев реки к ее устью.

В составе альгофлоры р. Цивиль были отмечены виды водорослей, вызывающие «осциллято-риевую болезнь» водоемов: Planktothrix agardii Gomont, Limnothrix planctonica (Wołosz.) Meffert ( Oscillatoria planctonica Wołosz.), L. redekei (Van Goor) Meffert.

А

N. тыс i. i i

Б

Рис. 3 . Динамика численности (А) и биомассы (Б) водорослей в р. Цивиль и ее притоках в июле 2013 г. от верховьев к устью реки

Таким образом, на основании проведенных нами исследований фитопланктона р. Цивиль и ее притоков в летнюю межень 2013 г. можно сделать следующие заключения:

• -    альгофлора планктона бассейна реки Цивиль характеризуется высоким видовым богатством, которое формируется за счет специфических аль-гоценозов, развивающихся в отдельных водотоках;

• -    альгофлора притоков реки Цивиль отличается большим видовым богатством диатомовых водорослей, а альгофлора самой реки – значительной долей в ее формировании эвгленовых водорослей;

• -    коэффициент видового разнообразия Шеннона, рассчитанный по численности и биомассе фитопланктона достаточно высок;

• -    количественные показатели развития фитопланктона (численность и биомасса) изменяются в широких пределах;

• -    по биомассе фитопланктона уровень «цветения» в бассейне реки Цивиль можно оценить как «умеренный»;

• -    от верховьев реки к ее устью отмечается увеличение всех характеристик альгофлоры планктона (видового богатства водорослей, коэффициента видового разнообразия Шеннона, численности, биомассы).

Авторы выражают искреннюю благодарность сотрудникам государственного природного заповедника «Присурский» за прекрасно организованные полевые исследования и помощь в сборе материала.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 13-04-97158 р_поволжье_а.