Структура и функционирование фитопланктона в эстуарии реки Невы в 2011–2016 гг

В.Н. Никулина и М.С. Голубков

Труды Зоологического института РАН, 2020, 324(1): 162–174 · https://doi.org/10.31610/trudyzin/2020.324.1.162

Резюме

Многолетние (с 1982 г.) наблюдения, которые проводятся в эстуарии р. Невы, показали, что в период исследований 2011–2016 гг. общий характер распределения, видовой состав и обилие фитопланктона отличались от тех, которые были зафиксированы ранее. Наибольшие изменения отмечены в центральной части у северного побережья Невской губы. При наблюдающихся процессах эвтрофирования в Невской губе (ст. 12) и в восточной части Финского залива (ст. 19) в летнем фитопланктоне (конец июля – начало августа) доминировали разные группы водорослей. Основным механизмом, регулирующим видовой состав фитопланктона, в данной ситуации являлись гидрологические условия, наблюдающиеся в разных частях эстуария. Мелководность, активная ветровая деятельность, отсутствие кислородной и температурной стратификации, биогенная обеспеченность в Невской губе являлись благоприятными условиями для развития в фитопланктоне хлорококковых зеленых, криптофитовых, эвгленовых и др. групп водорослей. При высоком индексе разнообразия Шеннона (3.8–4.0) в Невской губе наибольшую долю в общем объеме биомассы составляли хлорококковые водоросли. В курортной зоне Финского залива в конце июля – начале августа обычно устанавливается прямая температурная стратификация, при достаточном количестве биогенных элементов создаются условия для развития в эпилимнионе стагнофильных планктонных водорослей с преобладанием цианобактерий. Здесь же чаще всего наблюдаются периоды поверхностного «цветения» воды. Для наиболее эвтрофируемых участков Невской губы и внутреннего эстуария проведено сравнение средних структурных, функциональных и относительных показателей планктона со средними величинами для всей акватории. Основные характеристики фитопланктона: биомасса, первичная продукция, концентрация хлорофилла и содержание общего фосфора на участке северной зоны Невской губы, практически в 2–3 раза превышали средние значения по губе. Достаточно высокому уровню трофии соответствовал и видовой состав водорослей. Во внутреннем эстуарии Финского залива (ст. 19) наблюдавшиеся средние значения также несколько превышали средние по эстуарию, но, в то же время, относительные показатели мало отличались от тех, которые рассчитаны для остальной акватории. Структурные и функциональные характеристики фитопланктона свидетельствуют, что при эвтрофировании в разных частях эстуария в летний период создаются условия, способствующие развитию разных групп водорослей планктона.

Ключевые слова

фитопланктон, видовой состав, биомасса, первичная продукция, хлорофилл

Поступила в редакцию 26 февраля 2019 г. · Принята в печать 10 августа 2019 г. · Опубликована 24 марта 2020 г.

Литература

Alimov A.F. and Golubkov S.M. (Ed). 2008. Ecosystem of the Neva river estuary: biological diversity and environmental problems. KMK, St. Petersburg, Moscow, 477 p. [In Russian].

Alimov A.F. and Golubkov S.M. (Ed). 2012. Dynamics of biological diversity and bioresources of continental reservoirs. St. Petersburg, Nauka, 367 p. [In Russian].

Alimov A.F., Bogatov V.V. and Golubkov S.M., 2013. Production Hydrobiology. St. Petersburg, Nauka, 343 p. [in Russian].

Boulion V.V. 1994. Patterns of Primary Production in limnic ecosystems, St. Petersburg, Nauka, 222 p. [In Russian].

Boulion V.V. 2017. Chlorophyll “a” as an indicator of phytoplankton biomass. Water: chemistry and ecology, 8: 39–47. [In Russian].

Cardinale B.J., Ives A.R. and Inchausti P. 2004. Effects of species diversity on the primary productivity of ecosystems: extending our spatial and temporal scales of inference. Oikos 104: 437–450. https://doi.org/10.1111/j.0030-1299.2004.13254.x

Golubkov M.S., Golubkov S.M. and Umnova L.P. 2008. Ecosystem of the Neva Estuary: biological diversity and environmental problems. KMK, St. Petersburg, Moscow: 311–337 [In Russian].

Golubkov S., Golubkov M., Tiunov A. and Nikulina V. 2017. Long-term changes in primary production and mineralization organic matter in the Neva Estuary (Baltic Sea). Journal of Marine Systems, 171: 73–80. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2016.12.009

Golubkov M.S. and Golubkov S.M. 2018. The Effect of Weather Conditions on Eutrophication in the Neva River Estuary. Doklady Biological Sciences, 480: 110–113. https://doi.org/10.1134/S0012496618030122

Eriksson B.K. and Johansson G. 2005. Effects of sedimentation on macroalgae: species-specific responses are related to reproductive traits. Oecologia, 143: 438–448. https://doi.org/10.1007/s00442-004-1810-1

Kitaev S.P. 2007. Basics of limnology for hydrobiologists and ichthyologists. Petrozavodsk: Karelian Scientific Center RAS. 395 p. [In Russian].

Krivopalova Z.F. Tanaeva G.V. 1985. Temporary guidelines for phytoplankton state prediction in small reservoirs and flowing lakes of the Southern Urals, Chelyabinsk, 29 p. [In Russian].

Nikulina V.N. 2003. Seasonal dynamics of phytoplankton in the shallow zone of the eastern part of the Gulf of Finland in the 1980s and 1990s. Okeanologia, 45(1): 25–39. [In Russian].

Nikulina V.N. 2011. Indicator value planktonic algae in the Neva River Estuary. Bioindication in monitoring of freshwater ecosystems П. Book of papers of the П International Conference St. Petersburg: 85–90. [In Russian].

Nikulina V.N. 2012. Changes in species composition and quantitative development of algal plankton under anthropogenic impact. Dynamics of biological diversity and bioresources of continental reservoirs. St. Petersburg, Nauka: 145–155. [In Russian].

Nikulina V.N. and Gubelit Y.I. 2011. Cyanobacteria and macroalgae in ecosystem of the Neva estuary. Knowledge and Management of Aquatic Ecosystems 402(06): 1–12. https://doi.org/10.1051/kmae/2011049

Nikulina V.N. and Gubelit Y.I. 2012 Phytoplankton and phyto-fouling in the eastern part of the Gulf of Finland in the last decade under conditions of anthropogenic impact. In: Environmental safety of coastal regions. Mather. Conf. dedicated to the 150th anniversary of N. Knipovich. Rostov-on-Don, Publishing House of the Russian Academy of Sciences: 170–174. [In Russian].

Pyrina I.L. and Elizarova V.A. 1971. Spectrophotometric determination of chlorophyll in cultures of some algae. Proceedings of the Institute of Biology of Inland Waters of the USSR Academy of Sciences, 21: 56–66. [In Russian].

Shishkin B.A., Nikulina V.N., Maksimov A.A. and Silina N.I. 1989. The main characteristics of the biota of the top of the Gulf of Finland and its role in the formation of water quality. Leningrad. Gidrometeoizdat 95 p. [In Russian].

Strickland J.D.H.and Parsons T.R. 1968.A practical book of seawater analysis .Fisheries Research Board of Canana. Bull. 167. Ottava. 311 p.

Winberg G.G.and Gutelmacher B.L. (Ed.). 1987. The Neva Bay. Hydrobiological research. L. Nauka, 216 p. [In Russian].

Vinebrooke R.D., Cottingham K.L., Norberg J., Scheffer M., Dodson S.I.,Mabenthy S.C., and Sommer U. 2004. Impacts of multiple on biodiversity and ecosystem functioning the role of species co-tolerance. Oikos 104: 451–457. https://doi.org/10.1111/j.0030-1299.2004.13255.x