Морфометрические особенности и структура фитопланктона рукавов дельты Днепра

Размещено на http://www.allbest.ru/

Морфометрические особенности и структура фитопланктона рукавов дельты Днепра

Наведені результати досліджень в рукавах дельти Дніпра - Рвач, Бакай, Конка. Показано, що структура, видове і таксономічне багатство фітопланктону формується під впливом факторів, які визначаються морфометричними особливостями русла та стоком водоростей із заплавних водойм.

The results of researches in the branches of the Dnieper delta - the Rvach, the Bakay, the Conca are presented. It is shown that the structure, species and taxonomic wealth of phytoplankton are formed under the influence of factors determinated by morphometric particularities of the riverbed and drift of phytoplankton from lakes.

Нижний Днепр, расположенный между плотиной Каховской ГЭС и Днепровским лиманом, делится на приустьевой и устьевой участки (дельта). Вершина дельты находится в районе г. Херсона, ниже которого основное русло реки делится сначала на Старый и Ольховый Днепр, а затем на большие и малые рукава и многочисленные протоки. В лиман Днепр впадает тремя крупными (Рвач, Бакай, Конка) и 11 мелкими рукавами.

Данные о видовом составе, численности и биомассе водорослей планктона в основных рукавах дельты Днепра впервые приведены в работе Я. В. Ролла (1958). По результатам исследований в июне-августе 1953 г. установлено, что фитопланктон в рукавах формировали три отдела водорослей, которые по видовому богатству располагались в такой последовательности: зеленые - диатомовые - синезеленые; последние в р. Рвач замещали диатомовые. Отмечено, что видовой состав фитопланктона р. Конка значительно беднее, чем в других рукавах.

После ввода в строй каховской плотины и в последующие годы скудная информация о фитопланктоне рукавов сводилась к определению численности и биомассы водорослей, указанию видов, формирующих их основу, а также продукции фитопланктона [2, 4, 8, 9].

В результате гидрологических исследований были получены разносторонние сведения о стоке, уровнях и уклонах водной поверхности, сгонно-нагонных колебаниях уровня, распределении стока и расходах воды в рукавах дельты Днепра, а также определены особенности их гидрографической сети [1, 5, 6].

В современной литературе отсутствуют данные о видовом и таксономическом богатстве, а также о структуре водорослевых сообществ основных дельтовых рукавов Днепра и о факторах, влияющих на их формирование.

В связи с этим, целью настоящей работы является определить морфометрические характеристики и установить особенности структурной организации планктонных водорослевых сообществ рукавов дельты Днепра - Рвач, Бакай, Конка. водоросль планктонный рукав дельта

Материалы и методы

В основу работы положены материалы натурных исследований 1999 г., 2002-2004 гг. Пробы отбирали в нижних участках водотоков. Обработано 52 пробы фитопланктона, которые отбирали, фиксировали, отстаивали и сгущали согласно принятым в гидробиологии методикам [13]. Водоросли идентифицировали с помощью микроскопа МБИ-3. Биомассу определяли объемно-весовым методом и представляли как средневзвешенную (г/м³).

В работе использованы материалы по распределению стока по рукавам, полученные путем, как натурных исследований, так и теоретических методов расчета, идентичность которых подтверждается данными ряда авторов [1, 3].

Скорости течения в русле определялись пневматическим способом [7]. Средние расчетные скорости даны с учетом доли распределения стока по рукавам [12].

Результаты исследований и их обсуждение

Согласно литературным, расчетным, а также полученным в результате натурных наблюдений данным установлено, что морфометрические характеристики дельтовых рукавов Днепра имеют существенные отличия.

Р. Рвач мало извилист, имеет ширину 200-250 м и является главным судоходным рукавом. Судоходные глубины поддерживаются землечерпанием и достигают 9-12 м [11]. Большие глубины способствуют поступлению солоноватых вод лимана в русло водотока, возникновению плотностной и температурной стратификации. Скорость течения в 1,5-1,7 раза выше, чем в двух других рукавах.

Самый полноводный из рукавов - Бакай (ширина - в среднем 638 м., глубина - 4,7 м.) В прошлом главное русло Днепра, в настоящее время этот рукав из-за многочисленных мелей и подводных кос в нижнем течении не судоходен и переходит в стадию отмирания, что подтверждается процессами активного барообразования [6].

Рукав Конка сочетает в себе признаки двух других водотоков: в верхней и средней части находится на стадии динамического равновесия, судоходен для малых судов, морфологические характеристики схожи с таковыми р. Рвач, в нижнем течении - с р. Бакай. Средние параметры русла: ширина - 150-200 м, глубина - 3,8 м. В нижнем участке р. Конка имеет скорость течения наиболее низкую среди рассматриваемых рукавов.

Параметры русла водотоков во многом определяют их гидролого-гидрохимический режим водотоков (скорость течения, объем водного стока, смешение пресных и солоноватоводных вод, возникновение плотностной и температурной стратификации и др.) и создают различные экологические условия существования гидробионтов в целом и фитопланктона в частности.

Гидролого-морфологические характеристики основных рукавов дельты Днепра отражены в таблице 1.

Фитопланктон нижних участков рукавов дельты - Рвач, Бакай и Конка формируется в условиях неустойчивого гидролого-гидрохимического режима, обусловленного объемом стока Днепра, интенсивностью и продолжительностью сгонно-нагонных явлений, в результате которых увеличивается и понижается уровень воды (на 0,3-0,5 м), корректируя скорость течений, создаются условия для поступления солоноватых вод лимана в устья водотоков.

В свою очередь колебания уровня воды способствуют поступлению фитопланктона из многочисленных пойменных водоемов придаточной системы, обогащая микроскопическую флору основного русла Днепра и его рукавов.

В исследуемый период в планктоне рукавов обнаружен 151 вид водорослей, представленных 175 внутривидовыми таксонами (вн. такс.), включая те, что содержат номенклатурный тип вида из 7 отделов. Анализ полученных данных показал, что основу фитопланктона рукавов формируют водоросли отделов Chlorophyta (40 % от общего числа видов и вн. такс.), Bacillariophyta (26 %), Cyanophyta (19 %), Euglenophyta (10 %), в сумме составляя 94-99 % числа обнаруженных водорослей.

В гидрографической сети р. Рвач и р. Бакай находится большое количество мелких озер [6], что очевидно, обусловило богатство видового и таксономического состава фитопланктона водотоков: 113 видов (129 вн. такс.) из 7 отделов и 88 (100) из 6 отделов, соответственно. Богатство фитопланктона р. Рвач связано также с гидролого-гидрохимическими особенностями, обусловленными нагоном солоноватых вод лимана в русло водотока.

Фитопланктон р. Конка представлен во всех отношениях наиболее бедно - 42 вида (43 вн. такс.) из 4 отделов, поскольку в гидрографической сети водотока отсутствуют мелкие озера. Несколько крупных водоемов (озера Нижнее Солонецкое и Краснюковое) соединены с рукавом длинными протоками, заросшими высшей водной растительностью, при продвижении через которые, содержащиеся в планктоне водоросли в значительной степени оседают.

При доминирующей роли 4 отделов водорослей в формировании фитопланктона рукавов их соотношение разное (рис. 1).

Характерной чертой фитопланктона р. Рвач является доминирование в планктоне диатомовых водорослей, лояльных к повышенным скоростям течения (33 %) и зеленых водорослей (31 %).

Основу фитопланктона р. Бакай составили зеленые водоросли - 50 % общего числа обнаруженных водорослей, что, очевидно является откликом фитопланктона на низкую скорость течения (в 1,5 раза ниже, чем в р. Рвач) и относительную мелководность водотока.

Фитопланктон р. Конка формируется в основном синезелеными и диатомовыми водорослями - характерными для медленнотекущих водотоков.

Детальный анализ фитопланктона в рукавах летом 1999 г. показал существенные отличия в его структурной организации. На уровне доминирующих отделов фитопланктон рукавов формировали полидоминантные сообщества. В качестве структурообразующих отделов выступали диатомовые, динофитовые и синезеленые водоросли (рис. 2б). Фитопланктон рукавов Рвач и Конка, сформированный в основном диатомовыми водорослями, существенно отличался структурой доминирующего комплекса (рис. 2а). Биомассу первого формировали диатомовые Diatoma vulgare Bory, Amphora ovalis (Kutz.) Kutz. и Peridinium cinctum (O. Mull.) Ehr; второго - Aulacoseira italica (Ehr.) Sim., Gloeocapsa magma (Breb.) Kutz emend. Hollerb., Cyclotella planctonica Brun., Trachelomonas volvocina Ehr.

Значительные отличия в структуре растительного планктонного сообщества в рассматриваемых водотоках подтверждается коэффициентом общности видового состава фитопланктона. Во все годы и сезоны его показатели очень низкие и не превышают 4-31 %; наибольшее видовое сходство фитопланктона наблюдалось при “цветении” воды синезелеными водорослями.

Таким образом, установлены существенные отличия в структурной организации фитопланктон основных рукавов Днепра. На ее формирование оказывают влияние фитосток пойменных водоемов и гидролого-гидрохимический режим, который в значительной степени зависит от морфометрических характеристик русла.

Выводы

1. Установлено, что морфометрические характеристики рукавов дельты Днепра имеют существенные отличия, которые определяют отличия гидролого-гидрохимических режимов водотоков и формируют в них специфические экологические условия.

2. В исследуемый период в планктоне рукавов обнаружен 151 вид (175 вн. такс.) водорослей, включая те, что содержат номенклатурный тип вида из 7 отделов. Флористический спектр фитопланктона формируют водоросли 4 отделов - Bacillariophyta, Chlorophyta, Cyanophyta, Euglenophyta.

3. Видовой и таксономический состав растительного планктона р. Рвач и р. Бакай богаче, чем р. Конка, что обусловлено большим количеством мелких пойменных водоемов в гидрографической сети рукавов, фитосток которых обогащает русловую сеть Днепра.

3. Откликом фитопланктона на различные морфометрические характеристики является отличие структурной организации водорослевых сообществ как на уровне доминирующих отделов, так и на уровне доминирующих комплексов.

Литература

1. Гільман В. Л., Медвецька В. Б. Розподілення стоку по основних рукавах дельти Дніпра. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету ім. Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. Спецвипуск „Гідробіологія”. - 2005. -№ 3 (26). - С. 81-83.

2. Гринь В. С. Особливості фітопланктону пониззя Дніпра у період 1955-1960 рр. // Пр. Ін-ту гідробіол. АН УРСР. -1963. II. -С. 28-40.

3. Иванов В. В. Метод гидравлического расчета элементов водного режима в дельтах рек. Тр. ААНИИ, Гидрометеоиздат. 1968, Вып. 283. С.12-64.

4. Иванов А. И. Фитопланктон и фитомикробентос // Днепровско-Бугская эстуарная экосистема. - Киев: Наук. думка, 1989. - С. 78-89.

5. Костяницын М. Н. Гидрология устьевой области Днепра и Южного Буга. - М.: Гидрометеоиздат, 1964. - 336с.

6. Михайлов В. Н., Рогов М. М., Макарова Т. А., Полонский В. Ф. Динамика гидрографической сети неприливных устьев рек. - Москва: Гидрометеоиздат, 1977. - 294 с.

7. Пикуш Н. В. Пневмотический способ измерения скорости течения воды. // Гидробиол. журн. - 1971. - 7,? - С. 97-105.

8. Полищук В. С., Томницкий В. А. Фитопланктон Нижнего Днепра // Гидробиол. журн. - 1985. - Т. 20, № 1. - С.8-12.

9. Полищук В. С. Первичная продукция фитопланктона. // Днепровско-Бугская эстуарная экосистема. - Киев: Наук. думка, 1989. - С. 90-103.

10. Прошкина-Лавренко А. И. Диатомовые - показатели солености воды // Диатомовый сборник. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1953. - С. 185-207.

11. Ролл Я. В. Фітопланктон пониззя Дніпра і його можливі зміни у зв'язку із спорудженням Каховської греблі // Пр. Ін-ту гідробіології АН УРСР - 1958, № 34. - С. 61-110.

12. Симов В. Г., Гринько Е. С. Расчет распределения стока воды в устьях рек для оценки их загрязнения (на примере устья Днепра). Тр. ГОИН. 1978. Вып. 145. С. 26-34.

13. Щербак В.І. Методи досліджень фітопланктону // Методичні основи гідробіологічних досліджень водних екосистем. - Київ. - 2002. - С. 41-47.

Приложение

Таблица 1.

Гидролого-морфологические характеристики основных рукавов дельты Днепра.

Примечание: Ѕ - площадь поперечного сечения рукава; V - скорость течения водотока при расходах воды в нижний бьеф Каховской ГЭС равной 1000 м³/с.

Рис.1. Флористические спектры фитопланктона рукавов дельты Днепра. 1 - Bacillariophyta, 2 - Chlorophyta, 3 - Cyanophyta, 4 - Euglenophyta, 5 - прочие (Dinophyta, Xanthophyta)

а) б)

Рис. 2. Структурная организация фитопланктона в дельтовых рукавах Днепра летом 1999 г. Обозначения те же, что на рис. 1.

Размещено на Allbest.ru