Фитопланктон прибрежных участков камских водохранилищ летом 2009 г

К ама – одна из крупнейших рек Европейской части России. Общая длина реки составляет 1805 км, площадь бассейна 507 тыс. км². Она берет начало в центральной части Верхнекамской возвышенности из четырех ключей у деревни Кар-пушата, расположенной близ села Кулиги (Удмуртия). Река становится многоводной после впадения в нее р. Вишеры. Ниже устья реки Вятка река впадает в Камский залив Куйбышевского водохранилища (подпор от которого иногда доходит до устья реки Белой).

На реке создано 3 водохранилища и ГЭС: от устья реки Уролка (996 км от устья Камы) начинается Камское водохранилище (Камская ГЭС), непосредственно ниже его — Воткинское водохранилище (Воткинская ГЭС), за ним — Нижнекамское водохранилище (Нижнекамская ГЭС).

Кама возникла раньше Верхней Волги, в ее устье протекает 4300 м³/сек воды, а в Волге — только 3100 м³/сек, т.е. Кама более многоводна и ее воды отличаются большей минерализацией. Поэтому формально в Каспийское море впадает Кама.

Изучение фитопланктона Волги началось более 100 лет назад, и продолжается активно до сих пор. На ее берегах расположены два крупнейших гидробиологических института РАН: ИЭВБ и ИБВВ. Работы по изучению фитопланктона Камы более скромны [1; 4; 6-11; 13-15].

В 2009 г. сотрудниками лаборатории экологии простейших и микроорганизмов РАН были проведены комплексные гидрохимические и гидробиологические исследования прибрежных участков камских водохранилищ, включая Камский и Волго-Камский плесы Куйбышевского. В данной

работе приведены результаты исследования их альгофлоры.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работы проводились в июле 2009 г. на всем протяжении Камы, начиная от незарегулирован-ного участка реки в районе п. Чепец Пермского края (далее – р. Кама), до Волго-Камского плеса Куйбышевского водохранилища, где исследования вели в районе Саралинского участка Волжско-Камского государственного природного биосферного заповедника. Кроме того, изучали фитопланктон крупнейшего притока Камы – р. Вишера. Пробы отбирали в прибрежных участках.

При отборе проб фитопланктона пользовались стандартными гидробиологическими методиками [5]. Отбор производили батометром Руттнера, фиксацию осуществляли формалином, концентрацию – методом прямой фильтрации через мембранные фильтры с диаметром пор 1 мкм, с использованием насоса Комовского.

Водохранилища Камского каскада различаются по морфометрическим, гидрохимическим характеристикам [3], они расположены от климатической зоны тайги до лесостепной зоны, значительно отличаясь и по погодным условиям, определяющим развитие в них гидробионтов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

В результате проведенных исследований в водохранилищах указанного района было зарегистрировано 197 таксонов водорослей, рангом ниже рода. По числу видов, разновидностей и форм водорослей, как и в основной массе водоемов, наибольшим разнообразием отличался отдел зеленых водорослей, который сосредотачивал в своем составе 42% видовых и внутривидовых таксонов. Затем следовали: диатомовые (29%), синезеленые (12%), динофитовые (6%), эвглено-вые (5%), золотистые (3%), криптофитовые (2%) и рафидофитовые (1%) соответственно.

Таксономический состав альгофлоры планктона двух основных рек региона – Камы и Вишеры в месте их слияния значительно отличался. В не-зарегулированной Каме основная роль принадлежала зеленым (а именно хлорококковым) водорослям, в Вишере – диатомовым. Цианопрокариот (синезеленых водорослей), вызывающих «цветение» воды, в Вишере зарегистрировано не было. Именно зеленые и диатомовые водоросли на протяжении всего Камского каскада водохранилищ играют ведущую роль в формировании планктонного сообщества водорослей. Однако соотношение основных отделов водорослей по числу таксономических единиц в различных водохранилищах отличается. Так, в Камском наибольшим числом видовых и внутривидовых таксонов водорослей характеризовался отдел диато- мовых; начиная с Воткинского возрастает роль зеленых водорослей в формировании видового богатства фитопланктона, и такая картина сохраняется на всем протяжении Камы, вплоть до Камской ветви Куйбышевского водохранилища. В этом же районе отмечается максимальная доля синезеленых водорослей в формировании видового богатства альгофлоры.

Удельное видовое богатство водорослей (число видов в одной пробе) изменялось достаточно в широких пределах - от 7 до 71. Минимальное количество видовых и внутривидовых таксонов водорослей было отмечено в русловой части ВолгоКамского плеса Куйбышевского водохранилища (рис. 1); максимальное – в этом же районе, в прибрежье у г. Чистополя.

Таблица 1. Таксономический состав альгофлоры планктона прибрежных участков водохранилищ Камского каскада летом 2009 г.

Район Отдел	река Кама	река Вишера	Водохранилища
			Камское	Воткинское	Нижнекамское	Куйбышевское
Сyanophyta	3	0	5 (7%)	16 (15%)	9 (10%)	16 (20%)
Chryzophyta	1	2	5	1	2	3
Bacillariophyta	11	15	30 (45%)	36 (34%)	27 (30%)	19 (24%)
Xanthophyta	1	0	0	2	0	0
Crypthophyta	3	1	2	2	3	1
Dynophyta	1	1	4	3	6	2
Raphydophyta	2	1	1	0	0	0
Euglenophyta	0	3	2	4	1	3
Chlorophyta	30	11	18 (27%)	42 (40%)	43(47%)	36 (45%)
Всего	51	34	67 (13-43)	106 (20-53)	91 (9-39)	80 (7-71)

* В скобках указаны пределы изменения удельного видового богатства водорослей (числа видов в одной пробе)

Коэффициент видового разнообразия Шеннона, рассчитанный по численности и биомассе фитопланктона (рис. 1), понижается от нижнего бьефа к верхнему внутри каждого из водохранилищ и незначительно - на всем протяжении каскада. Такое изменение внутри каждого водоема вероятно объясняется тем, что в их нижнем бьефе отмечаются высокая скорость течения, турбулентность, приводящие к разрушению колоний синезеленых водорослей, активно развивающихся в это время в верхнем бьефе всех водохранилищ, где минимальна скорость течения, и устойчиво входящих в приплотинных районах в состав доминирующих видов водорослей. Соответственно степень доминирования планктонных водорослей в верхних участках водохранилищ выражена значительно слабее, чем в нижних и коэффициент Шеннона здесь значительно выше.

Так же, как и видовое богатство водорослей, численность фитопланктона в незарегулирован-ной Каме определяли зеленые водоросли, в Вишере – диатомовые (рис. 2). Представители отдела Bacillariophyta продолжают играть ведущую роль в формировании численности фитопланктона практически на всем протяжении Камского водохранилища. В районе п. Полазна, где в узкой прибрежной части происходит интенсивное растворение береговых обнажений гипса [2] и отмечается резкое возрастание уровня (до солоноватоводного) и сульфатный тип минерализации [12], в формировании общей численности фитопланктона значительна роль золотистых водорослей.

В Воткинском водохранилище, как и во всех нижележащих, в формировании общей численности фитопланктона велика роль цианопрокариот – возбудителей «цветения» пресноводных водоемов. По каскаду также отмечается снижение роли диатомовых водорослей в формировании численности фитопланктона и увеличение – зеленых.

Общая биомасса фитопланктона на всем протяжении зарегулированной Камы, включая Камскую ветвь Куйбышевского водохранилища, формируется в основном, диатомовыми водорослями, которые имеют более крупные клетки по сравнению с синезелеными и зелеными. При этом в незарегулированной Каме определяющую роль в формировании общей биомассы фитопланктона играли зеленые водоросли, в Вишере – диатомовые. Представители отдела Bacillariophyta практически полностью определяли показатели биомассы фитопланктона в Камском водохранилище.

Начиная с Воткинского, и далее по каскаду, значительная роль в показателях общей биомассы водорослей принадлежала представителям отделов Cyanophyta и Chlorophyta.

Воткинское

А

Рис. 1. Изменение коэффициента видового разнообразия Шеннона, рассчитанного по численности (А) и биомассе (Б) фитопланктона Камского каскада водохранилищ (с линиями трендов)

Рис. 2. Общая численность фитопланктона и доля основных отделов водорослей в ее формировании в Камском каскаде водохранилищ летом 2009 г.

Рис. 3. Общая биомасса фитопланктона и доля основных отделов водорослей в ее формировании в Камском каскаде водохранилищ летом 2009 г.

Т.о. основные изменения, зарегистрированные нами в фитопланктоне прибрежных участков Камских водохранилищ летом 2009 г. выражаются в следующем:

• -    снижение доли диатомовых и увеличение долей зеленых и синезеленых водорослей в формировании видового богатства альгофлоры планктона в направлении от Камского водохранилища к Куйбышевскому;

• -    уменьшение видового разнообразия водорослей в каждом отдельном водохранилище каскада от нижнего бьефа к верхнему;

• -    снижение по каскаду роли диатомовых водорослей в формировании общей численности и повышение доли в ней синезеленых (цианопрокариот) и зеленых водорослей.