Водоросли ледовых сообществ озера Арахлей

Введение. Лед - это особая среда для существования организмов, практически лишенная питательных веществ, имеющая температуру ниже нуля градусов и ограничивающую способность организмов к передвижению. В последнее время биологической наукой накоплено достаточно сведений о развитии организмов в ледовых покровах морей и крупных озер [Мельников, 1980, с. 61-97 ; Оболкина и др., 1999, с. 119-120 ; 2000, с. 815-817 ; Стунжас и др., 2000, с. 377-385 ; Бордонский и др., 2003, с. 22-23 ; Бондаренко и др., 2004, с. 76-83 , Осипова и др., 2007, с. 73-75 и др.]. Однако лед малых водоемов и водотоков изучен крайне слабо

[Шкундина, 1988, с. 15–18; Юрьев и др., 1988, с. 1546–1551; Бондаренко и др., 2011, с. 316–323 и др.] Исследование водорослей ледовой интерстициали озер Ивано-Арахлейской системы проводятся впервые.

Материалы и методы исследования. Оз. Арахлей входит в группу Ивано-Арахлейских озер, расположенных на юге Витимского плоскогорья (рис. 1).

Рис. 1. Карта-схема Ивано-Арахлейских озер. Точками на карте обозначены места отбора проб

Это самое крупное озеро системы. Площадь его зеркала 58,2 км2, объем водных масс 0,63 км3, максимальная глубина 17 м, средняя 10,4 м [1, с. 3].

В зимний период (февраль-апрель) 2009–2010 и 2010–2011 годов проводился отбор кернов льда диаметром 0,2 м, на центральной станции озера Арахлей. В декабре 2010 года и январе-апреле 2011 года пробы также отбирались в прибрежье (глубина 3 м) озера. Толщина льда в декабре-апреле изменялась от 0,6 (декабрь) до 1,25 м (февраль). Толщина снежного покрова колебалась от 0,07 до 0,15 м. В буграх высота снега доходила до 0,4 м.

Для определения гидробиологических характеристик куски льда таяли в помещении при комнатной температуре. Пробы водорослей ледовой интерстициали фиксировали 4% формалином. Изучение видового состава и количественных характеристик фитопланктона проводили общепринятыми методами [Киселев, 1969, с. 80–150 ; Кузьмин, 1975, с. 73–90 ; Руководство по методам.., 1983, с. 79-91; Топачевский, 1984, с. 61–78 ; Методические рекомендации..., 1984, с. 5–32 ]. Концентрат расплава просматривали под световым микроскопом Nicon Eclipse E200 фотокамерой DS Camera Control Unit DS-L2.

Результаты исследований. По сравнению с подледным фитопланктоном исследуемого периода, состав водорослей толщи льда был беден [Ташлыкова, 2011, с. 48 – 52 ]. Всего в ледовой интерстициали было обнаружено 5 видов из 4 отделов – золотистые (2), синезеленые (1), диатомовые (1) и динофитовые (1), что составляет 11 % от общего числа видов водорослей, обнаруженных в подледной толще воды.

Дифференциация водорослей в кернах льда была неоднородна (рис. 2).

В 2009–2010 годах в верхних слоях до 40 см преобладала диатомовая водоросль Asterionella formosa Hass., которая в массе развивалась в осеннем и зимнем фитопланктоне. Клетки A. formosa в большей степени имели пустые створки [Бондаренко и др., 2011, с. 320]. Начиная с глубины 60 см, в толще керна содержались клетки динофитовой водоросли Peridinium sp. В 2010–2011 годах в кернах льда, отобранных на центральной станции озера, водоросли отмечались только в слое 110–120 см, где доминировала Peridinium sp. В ледовых колонках, отобранных в прибрежье (слои 20–40 см и 40–60 см), единично встречались диатомовые и дино-фитовые водоросли.

Рис. 2. Вертикальное распределение водорослей в толще льда в феврале - апреле 2010–2011 гг.: А – численность, Б – биомасса

Наибольшие количественные характеристики водорослей ледовой интерстициали отмечались в период исследований в феврале 2010 года (рис. 2). Численность доходила до 160 тыс. кл/л, биомасса до 1,5 г/м³. Максимальные значения количественных показателей отмечались в керне с глубины 60–80 см и были обусловлены динофитовой водорослью Peridinium sp. В расплаве льда, отобранном в марте 2010 года, наряду с видами, обнаруженными в феврале, отмечались диатомовая водоросль Puncticulata radiosa (Lem-mermann) H ả kansson и золотистая водоросль – Chrysococcus rufescens Klebs . Максимальная численность и биомасса (158 тыс. кл/л, биомасса до 1,47 г/м³) содержалась в концентрате расплава 0–20 см.

Как и в феврале, в марте 2010 года в расплаве льда присутствовала Asterionella formosa, однако, ее количество было невысоким и изменялось от 0,64 до 11,6 тыс. кл/л, биомасса доходила до 12,1 мг/м³. Видовой состав и распределение водорослей в кернах апрельского льда оставался прежним. В поверхностной толщи льда (0 –20 см) присутствовала A. formosa. На глубине 60 см содержалась динофитовая водоросль Peridinium sp. Численность и биомасса водорослей в апрельском керне льда понизились по сравнению с мартом. Максимальное количество составило 7,8 тыс. кл/л при биомассе – 8,8 мг/м³.

В концентрате расплава льда, отобранном в 2011 году на центральной станции оз. Арахлей, водоросли присутствовали в нижних слоях керна (100–110 см) у кромки воды. Видовой состав был аналогичен февралю и марту 2010 года – из динофитовых присутствовала Peridinium sp. , из диатомовых – Puncticulata radiosa. Численность обнаруженных водорослей в феврале 2011 года составила 28,6 тыс. кл/л, биомасса – 98,2 мг/м³. В марте 2011 года в пробах отмечались лишь разрушенные створки диатомовых водорослей. В пробах льда прибрежья оз. Арахлей единично в слое керна 20–40 см и 40–60 см были найдены клетки Peridinium sp.

Изучение ледовых сообществ оз. Арахлей позволило выявить 5 видов водорослей, относящихся к 4 отделам. Количественные показатели 2009–2010 и 2010–2011 годов исследований различны. Наибольшая численность (160 тыс. кл/л) и биомасса (1,5 г/м³) отмечались в феврале 2010 года. Данные по содержанию хлорофилла а [Ташлыкова и др., 2011, с. 56-60] свидетельствуют о фотосинтетической деятельности клеток водорослей во льду. Однако для выявления физиологического состояния отдельных видов необходимо проведение дальнейших исследований.