Весенний фитопланктон реки Урал и Ириклинского водохранилища в маловодный период

Е.А. Джаяни

Труды Зоологического института РАН, 2024, 328(4): 671–690 · https://doi.org/10.31610/trudyzin/2024.328.4.671

Резюме

Проведен анализ качественного и количественного состава фитопланктона незарегулированного участка р. Урал и разнотипных русловых плесов Ириклинского водохранилища весной 2016–2022 гг. Показано, что снижение суммы атмосферных осадков, объемов притока в водохранилище и его уровня, объема сброса и водообмена, произошедшее в 2019–2022 гг., оказало существенное влияние на сообщества фитопланктона: сократилось видовое богатство, число видов в пробе, численность и биомасса, средняя индивидуальная масса клеток, индекс Шеннона. В среднем для водохранилища в этот период значительно возросла доля золотистых водорослей в общей численности и биомассе фитопланктона. Наиболее яркие изменения сообществ происходят в верхнем участке водохранилища, характеризующимся меньшими глубинами и близостью к главной реке. В составе доминирующего комплекса организмов не отмечено увеличения количества и доли видов-индикаторов α-мезосапробных и полисапробных условий. При значительном повышении температуры воздуха и воды в маловодный период на верхнем участке наблюдаются изменения показателей фитопланктона, характерные для более поздних стадий эвтрофирования, в нижнем – для более ранних. В маловодный период обнаружено статистически значимое снижение величин индекса сапробности. Трофический статус вод реки и разнотипных плесов Ириклинского водохранилища, определяемый по биомассе фитопланктона, в маловодный период снижается. Выявленные черты олиготрофизации нельзя отнести к положительным последствиям снижения водности. Во-первых, сокращение количественных и качественных характеристик фитопланктона свидетельствует об обеднении кормовой базы планктонных консументов и, опосредованно, кормовой базы рыбного населения, снижении потенциала биологического самоочищения. Во-вторых, сценарий изменений фитопланктона в летний и осенний сезоны маловодного периода может быть совершенно иным и демонстрировать негативные последствия снижения водности.

Ключевые слова

атмосферные осадки, водохранилище, река, температура воды, уровень воды, фитопланктон

Поступила в редакцию 28 мая 2024 г. · Принята в печать 11 ноября 2024 г. · Опубликована онлайн 25 декабря 2024 г.

Литература

Barinova S.S., Medvedeva L.A. and Anisimova O.V. 2000. Algal indicators in assessing the quality of the environment. VNIIPrirody, Moscow, 150 p. [In Russian].

Barinova S.S., Medvedeva L.A. and Anisimova O.V. 2006. Diversity of algal indicators in environmental assessment. Pilies Studio, Tel'-Aviv, 498 p. [In Russian].

Chekryzheva T.A. and Sharov A.N. 2006. The current state of phytoplankton in Lake Onego. Abstracts of the international conference dedicated to the 60th anniversary of the Karelian Research Centre RAS “Northern Europe in the 21st century: nature, culture, economy”. Petrozavodsk, Russia: 320–323. [In Russian].

Chibilev A.A., Pavleichik V.M. and Damrin A.G. 2006. Iriklinsky Reservoir: geoecology and natural resource potential. Ural Branch of the RAS, Ekaterinburg, 183 p. [In Russian].

Datsenko Yu.S. 2007. Eutrophication of reservoirs. Hydrological-hydrochemical aspects. GEOS, Moscow, 252 p. [In Russian].

Datsenko Yu.S. and Zaslavskaya M.B. 2012. Balance evaluation of the role of lateral inflow in water quality formation in the reservoirs of the water divide reach of the Moscow Canal. Water Resources, 39: 98–104. https://doi.org/10.1134/S0097807811060042

Datsenko Yu.S., Puklakov V.V. and Edel’shtein K.K. 2017. Analysis of the influence of abiotic factors on phytoplankton growth in a low-flow stratified storage reservoir. Proceedings of the Karelian Scientific Center RAS, 10: 73–85. [In Russian]. https://doi.org/10.17076/lim611

Dzhaiani E.A. 2020a. Interannual Changes in Phytoplankton of the Iriklinsky Reservoir. Inland Water Biology, 13: 549–555. https://doi.org/10.1134/S1995082920040021

Dzhayani E.A. 2020b. Phytoplankton of the Flowing and Flow-regulated Stretches of the Ural River in Different Seasons. Povolzhskiy Journal of Ecology, 1: 31–43. [In Russian]. https://doi.org/10.35885/1684-7318-2020-1-31-43

Dzhayani E.A. and Shashulovskaya E.A. 2023. Interannual dynamics of the Ural River phytoplankton and different-type stretches of the Iriklinsky reservoir in spring. Ecosystem Transformation, 6(3): 53–85. [In Russian]. https://doi.org/10.23859/estr-220816

Edel’shtein K.K., Puklakov V.V. and Datsenko Yu.S. 2017. Experimental and theoretical basics for diagnostics and forecast of water bloom in reservoirs-sources of municipal water supply. Water Magazine, 4(116): 34–40. [In Russian].

Goncharov A.V. and Datsenko Yu.S. 2002. Dependence of phytoplankton development on water level in the Moskvoretsk reservoirs. In: Abstracts of the conference “Actual problems of reservoirs”. Borok: 64–65. [In Russian].

Goncharov A.V., Puklakov V.V., Alekseeva L.I. and Zamana V.G. 2020. The hydrometeorological conditions of phytoplankton growth in the water reservoirs of the Moscow Canal. Limnology and Freshwater Biology, 4: 653–654. https://doi.org/10.31951/2658-3518-2020-A-4-653

Grandilevskaya-Deksbax M.L. and Shilkova E.V. 1971. Benthic fauna and feeding of the fish of the Iriklinsky Reservoir. Proceedings of the Ural Department of Siberian scientific Research Institute of Fisheries. V. 8. Central Ural Publishing House: 55–71. [In Russian].

Kitaev S.P. 2007. Fundamentals of limnology for hydrobiologists and ichthyologists. Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, Petrozavodsk, 395 p. [In Russian].

Kopylov A.I., Lazareva V.I., Mineeva N.M., Maslennikova T.S. and Stroinov Y.V. 2012. Influence of anomalous high water temperatures on the development of the plankton community in the middle Volga reservoirs in summer 2010. Doklady biological sciences, 442(1): 11–13. https://doi.org/10.1134/S0012496612010012

Korneva L.G. 2015. Phytoplankton of Volga River basin reservoirs. Kostroma Printing House, Kostroma, 284 p. [In Russian].

Korneva L.G. 2022. Dynamics and distribution of mixotrophic phytoflagellates in major lowland water basins. Actual problems of planktonology. IV All-Russian conference with international participation: conference materials. Kaliningrad: 107–110 p. [In Russian].

Korneva L.G., Mitropolskaya I.V. and Makarova O.S. 2024. Phytoplankton of the middle course of the Kostroma River and its tributaries (Kostroma Oblast, Russia). Ecosystem Transformation, 7(1): 70–84. [In Russian]. https://doi.org/10.23859/estr-220721

Kristiansen J. 1986. Silica-scale bearing chrysophytes as environmental indicators. British Phycological Journal, 21(4): 425–436. https://doi.org/10.1080/00071618600650491

Kulizin P.V., Vodeneeva E.L. and Okhapkin A.G. 2021. Composition, structure and dynamics of phytoplankton in some left-bank tributaries of the Cheboksary Reservoir. Questions of Modern Algology, 2(26): 86–91. [In Russian]. https://doi.org/10.33624/2311-0147-2021-2(26)-86-91

Magritsky D.V. and Kenzhebayeva A.Zh. 2017. Regularities, characteristics and causes of annual and seasonal water flow dynamics in the Ural River basin. The science. Technique. Technology (Polytechnic Bulletin), 3: 39–61. [In Russian].

Magritsky D.V., Evstigneev V.M., Iumina N.M., Toropov P.A., Kenzhebaeva A.Zh. and Ermakova G.S. 2018. Changes in runoff in the river Ural basin. Bulletin of the Moscow University, 5(1): 90–101. [In Russian].

Mikheeva T.M. 1992. The structure and functioning of phytoplankton under water eutrophication. Abstract of Doctor of Biological Sciences thesis. Minsk, Republic of Belarus, 63 p. [In Russian].

Nicholls K.H. 1995. Chrysophyte blooms in the plankton and neuston of marine and freshwater systems. In: C.D. Sandgren, J.P. Smol and J. Kristiansen (Eds). Chrysophyte algae: Ecology, phylogeny and development. Cambridge University Press, Cambridge: 181–213.

Okhapkin A.G. 2002. Phytoplankton successions during eutrophication and regulation of the runoff of river ecosystems. Botanical Journal, 87(4): 84–92. [In Russian].

Pantle R. and Buck H. 1955. Die biologische uberwachung der gawässer und die darstellung der ergebnisse. Gas und Wasserfach, 96(18), 604 p.

Rakhuba A.V. 2020. Assessment of the influence exercised by the hydrodynamic regime on the phytoplankton development and the water quality of the Kuibyshev Reservoir. Scientific Notes of Kazan University. Series Natural Sciences, 162(3): 430–444. [In Russian]. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2020.3.430-444

Sivokhip Zh.P. 2014. Analysis of ecological-hydrological peculiarities of the Ural transboundary basin in terms of flow regulation. Bulletin of Voronezh State University. Series: Geography. Geoecology, 3: 87–94. [In Russian].

Sládecék V. 1973. System of water quality from the biological point of view. Archiv für Hydrobiologie und Ergebnisse Limnologie, 7: 1–218.

Smirnova V.S., Tekanova E.V. and Kalinkina N.M. 2024. Phytoplankton as an indicator of the ecosystem state of the Kondopoga Bay of Lake Onego under cage trout farming. Ecosystem Transformation, 7(1): 177–195. [In Russian]. https://doi.org/10.23859/estr-220822

Solovykh G.N., Raimova E.K., Osadchaya N.D., Fabarisova L.G. and Nikitina L.P. 2003. Hydrobiological characteristics of the Iriklinsky reservoir. Ural Branch of the RAS, Ekaterinburg, 179 p. [In Russian].

Trifonova I.S. 1990. Ecology and succession of lake phytoplankton]. Nauka, Leningrad, 184 p. [In Russian].

Vinberg V.V. and Lavrentieva M.G. (Eds). 1984. Guidelines for collection and processing of materials for hydrobiological studies in fresh water. Phytoplankton and its products. All-Russian Research Institute of Fisheries and Oceanography, Leningrad, 32 p. [In Russian].

Vladimirov A.M. 2009. The factors determining occurrence of the high flow and highest water level during a flood. Scientific Notes of the Russian State Hydrometeorological University, 9: 22–39. [In Russian].

Wegl R. 1983. Index für die Limnosaprobität. Wasser und Abwasser, 26: 1–175.

Weinstein B.A. 1976. On the assessment of similarity between biocenoses. In: Biology, morphology and systematics of aquatic organisms. Nauka, Leningrad: 156–164. [In Russian].

Zonn I.S., Trofimov I.A., Shamsutdinov Z.Sh. and Shamsutdinov N.Z. 2004. Land resources of arid territories of Russia. Arid Ecosystems, 10(22–23): 87–101. [In Russian].