Еколого-біологічна, морфологічна і таксономічна характеристика фітобентосу Тилігульського лиману

Показано, що окремі представники T. fasciculata з гіперсолоного озера пересипу лиману характеризуються своєрідною морфологічною будовою: мають колонії зірчастої будови, панцирі з мінімальною довжиною, які потовщені в центральній частині. В обростаннях Cladophora siwaschensis при 100 % покритті макрофіта T. fasciculata трапляння особин, морфологічно відмінних від типового вигляду іноді досягає 50 %. Кількість особин з мінімальною довжиною завжди більше 60 %.

Необхідно відзначити, що нами не знайдені викривлені форми, частота трапляння яких для забрудненого Хаджибейського лиману і полів фільтрації досягала 60 % [Герасимюк, 1992], що майже на порядок вище, ніж у гіпергалінному Куяльницькому лимані. Аналогічна залежність була відзначена нами і для деяких інших масових видів діатомових водоростей.

Гідроекологічні закономірності розподілу діатомових водоростей Тилігульського лиману і лиманів Північно-Західного Причорномор'я

Порівняльний аналіз за комплексним фактором солоності трьох великих лиманів півдня України (Тилігульського, Куяльницького і Хаджибейського) показав, що динаміка змін кількості індикаторних груп багато в чому залежить від зміни солоності, особливо в закритих і напівзакритих лиманах. В Тилігульському лимані зростання солоності води призвело до того, що кількість полігалобних видів збільшилася за останні 25 років з 20,0 до 26,5 %, а мезогалобів зменшилася з 33,3 до 27,1 %. Така тенденція для полігалобів Хаджибейського лиману мала протилежну спрямованість, оскільки цей лиман за останні 30 років з солонуватоводного штучно був перетворений на прісноводний. Проте, для мезогалобів обох лиманів збереглася подібна тенденція до зменшення їх кількості, незалежно від різної спрямованості змін солоності. Для гіпергалінного Куяльницького лиману за минулі 30 років зміна солоності відбулася у напрямку зростання, що призвело до зменшення кількості полігалобних видів (з 37,5 до 30,5 %) та індиферентів (з 12,4 до 1,7 %) і збільшення кількості мезогалобів (з 31,3 до 35,6 %). В Тилігульському лимані кількість індиферентів після його осолонення зросла з 12,0 до 16,0 %.

В усіх порівнюваних лиманах найбільш чисельною є група в-мезосапробних видів водоростей, кількість таксонів яких в аналізований період зазнала значних коливань. Так, в Куяльницькому лимані за останні 30 років, після збільшення його солоності, кількість б-мезосапробних видів збільшилася з 23,3 до 35,3 %, а в-мезосапробних зменшилась з 72,1 до 55,9 %. В той же час осолонення Тилігульського лиману призвело тільки до незначного збільшення в-мезосапробних видів (з 28,0 до 29,8 %) і зменшення на один відсоток кількості б-мезосапробів. Види з широким діапазоном стійкості складають в ньому 8,3 %, що добре узгоджується з відносно стабільною екологічною ситуацією в лимані.

Враховуючи типологічні відмінності Тилігульського лиману від інших лиманів півдня України, було доцільно отримати інформацію про ступінь флористичної подібності різнотипних лиманів з використанням коефіцієнту Стугрена-Радулеску. Відсутність негативних значень коефіцієнту показала слабку подібність аналізованого складу діатомових водоростей Тилігульського лиману та інших лиманів, що свідчить про високу специфічність таксономічного складу в кожному з порівнюваних водоймищ. Максимальна подібність флористичного складу діатомових водоростей відзначена для Тилігульського і Хаджибейського лиманів (0,15), що пояснюється, ймовірно, подібним генезисом досліджених водойм навіть при іншій спрямованості зміни солоності в Хаджибейському лимані за останні десятиріччя. Найменшою подібністю з видовим складом Тилігульського лиману характеризується Дністровський лиман і Сасик. Ці водойми, в першу чергу, відрізняються низькою солоністю води, а лиман Сасик, крім того, в період його досліджень був штучно розпрісненим, що спричинило різку зміну таксономічного складу із закономірним зменшенням кількості видів.

Значення коефіцієнту Соренсена-Чекановського для діатомових водоростей порівнюваних лиманів також показали подібний результат. Найбільша подібність видового складу діатомових водоростей Тилігульського лиману відзначена з аналогічним Хаджибейського (0,60) і Куяльницького (0,57) лиманів, найменша - з лиманом Сасик (0,31). Середній рівень подібності характерний для Сухого, Шаболатського і Дністровського лиманів.

Таким чином, в результаті порівняльного еколого-біологічного, біогеографічного і таксономічного аналізу діатомових водоростей Тилігульського лиману встановлена оригінальність його видового складу. За інформаційними індексами систематичної структури, а також за складом екологічних і біогеографічних груп він відрізняється від усіх аналізованих лиманів, виділяючись серед них високою видовою різноманітністю і невисоким значенням індексу сапробності.

Висновки

У дисертації викладено узагальнення теоретичних та практичних результатів досліджень, які дозволили охарактеризувати вплив комплексу біотичних і абіотичних чинників середовища на закономірності формування структури фітобентосу Тилігульського лиману та його екологічні характеристики.

1. Фітобентос Тилігульського лиману сформований 167 видами (181 видовим та внутрішньовидовим таксоном) діатомових водоростей, з яких для водоймища вказуються вперше 66, для лиманів північно-західного Причорномор?я - 25. Описані як нові для науки 1 вид - Fallacia gusliakovi Kovtun та 1 різновид - Cocconeis scutellum var. tiligulicus Kovtun. Крім того, відзначено 67 видів (69 видових та внутрішньовидових таксонів) водоростей-макрофітів та 10 видів вищих водних рослин, 42 з яких є новими для Тилігульського лиману і 1 - новим для українського узбережжя Чорного моря (Vaucheria geminata).

2. Під впливом підвищення солоності води у лимані за сучасних умов розподіл макрофітобентосу за екологічними групами змінився в порівнянні з 60-ми роками XX ст. у напрямку зростання кількості морських видів з 18,1 до 45,6 %, солонуватоводно-морських - з 22,3 до 37,7 % і зменшення солонуватоводних - з 21,4 до 11,7 %. Фітосапробний аналіз видового складу показав, що в даний час в лимані переважають мезосапроби - 42,9 %, олігосапробів виявлено 22,1 %, полісапробів - 13,0 %. За фітогеографічним складом макрофітобентос Тилігульського лиману відноситься до бореальної зони, з домінуванням видів з широкобореальної (33,8 %), бореально-тропічної (19,5 %) та нижньобореальної (16,9 %) підзон. Ендеміків виявлено 2 види.

3. Сезонна та просторова динаміка абсолютних значень біомаси діатомових водоростей для всього лиману має подібні риси. Відзначено два характерні підйоми чисельності і біомаси, значення яких у вересні-листопаді близько 2 раз більше, ніж у весняний період. Для тимчасових водойм південної частини лиману характерний один пік зростання біомаси (до 300 г/м²). В гіпергалінному озері пересипу лиману відзначено тільки осінній пік чисельності при масовому розвитку епіфітної діатомової водорості Tabularia fasciculata з біомасою до 65 г/м².

4. Встановлено, що біомаса мікрофітобентосу залежить від глибини, гранулометричного складу ґрунту і інтенсивності розвитку макрофітів. Із збільшенням глибини від 0,5 до 6,0 м збільшується чисельність синьозелених водоростей (коефіцієнт кореляції Спірмена від 0,33 до 0,55 (р<0,05) та зменшується чисельність діатомових (від -0,21 до -0,62 (р<0,05). Середня біомаса мікрофітобентосу на мулисто-піщаних ґрунтах варіює у великих межах (0,5-50,0 г/м²), що відображає мозаїчність розподілу на поверхні субстратів.

5. Сезонна динаміка чисельності та біомаси обростань характеризується одновершинною кривою з максимумом в літньо-осінній період. При збільшенні кількості детриту на водоростях-макрофітах число видів в обростаннях різко зростає. На глибинах до 2 м відзначена подібність видового складу діатомових водоростей обростань з видовим складом донних угруповань (до 80 %).

6. В мезопсамоні Тилігульського лиману знайдено 59 таксонів діатомових водоростей, частина з яких (до 45 %) є алохтонними видами. Екологічний аналіз показав, що полігалоби складають 36,5 %, галофіли - 28,8 %, мезогалоби - 25,0 %, індиференти - 9,6 %. Чисельність і біомаса водоростей цього угруповання в районі пересипу лиману досягає значень, тотожних з такими мікрофітобентосу на глибині 0,5-2,0 метра. Найбільший вплив на чисельність мікрофітів має віддаленість від урізу води, гранулометричний склад піску і ступінь його зволоження.

7. Основу видової різноманітності діатомових водоростей бентосу Тилігульського лиману складають морські евригалинні види. Олігогалоби представлені 66 таксонами (36,4 %). Ця група включає 27,1 % галофілів та 16,0 % індиферентів. Число полігалобів збільшується з верхів'я лиману до центру і трохи зменшується при переході до району пересипу; кількість мезогалобів поступово зменшується від верхів'я до пересипу.

8. Більшість діатомових водоростей лиману - мешканці помірно забруднених вод: в-мезосапробів виявлено 29,8 %, б-мезосапробів - 11,0 %, олігосапробів - 3,3 %. Величина індексу сапробності води Тилігульського лиману - 2,3. По відношенню до рН середовища зазначено переважання алкаліфілів - 82,3 %, число індиферентів склало 10,5 %.

9. Відзначена закономірність зменшення розмірних характеристик клітин діатомової водорості Tabularia fasciculata з 90-210 мкм при оптимальній солоності (в Чорному морі) до 50-55 мкм (в гіпергалинному озері пересипу лиману).

10. У зв`язку з підвищенням солоності води в Тилігульському лимані відбулося збільшення загальної кількості відомих для водойми видів, родів, родин, порядків. Показник систематичної різноманітності "пропорції флори" для діатомових водоростей на рівні "вид-родина" збільшився з 4,6 до 4,9, на рівні "вид-рід" - з 2,8 до 3,0.

11. Таксономічний склад діатомових водоростей лиманів північно-західного Причорномор'я характеризується високою специфічністю для кожного з них. Максимальна подібність відзначена для Тилігульського та Хаджибейського лиманів: 0,15 - за коефіцієнтом Стугрена-Радулеску та 0,60 - за коефіцієнтом Соренсена-Чекановського.

Список основних праць, опублікованих за темою дисертації

1. Ковтун О.А. Новые и редкие для Украины виды Bacillariophyta из лиманов Северо-Западного Причорномор'я / В.П. Герасимюк, Н.Е. Гусляков, Н.И. Беленкова, О.А. Ковтун // Альгология. - 1995. - Т. 5, № 2. - С. 193-196. (аналіз літературних джерел, участь у написанні).

2. Ковтун О.А. Новые и редкие виды Bacillariophita для Хаджибейского и Куяльницкого лиманов (Украина) / В.П. Герасимюк, Н.Е. Гусляков, О.А. Ковтун // Альгология. - 1996. - Т. 6, № 2. - С. 195-198. (участь у проведенні досліджень і написанні).

3. Ковтун О.А. Особенности формирования морского микро- и макроперифитона на твердых субстратах различного типа / Г.Г. Миничева, Н.Е. Гусляков, О.А. Ковтун // Гидробиол. журн. - 1998. - Т. 34, № 3. - С. 61-67. (проведення досліджень, обробка матеріалу, участь у написанні).

4. Ковтун О.О. Водорості мезофітопсаммону Чорного моря / Н.Е. Гусляков, О.А. Ковтун // Вісник ОНУ. - 2000. - Т. 5, Вип. 1. - С. 129-134. (наукове обгрунтування, обробка матеріалу, аналіз літератури, написання).

5. Ковтун О.О. Макрофіти Тилігульского лиману Чорного моря / Ф.П. Ткаченко, О.О. Ковтун // Укр. ботан. журн. - 2002. - Т. 59, № 2. - С. 184-191. (натурні дослідження, участь у написанні).

6. Ковтун О.О. Нові знахідки макрофітів у Тилігульському лимані Чорного моря / Ф.П. Ткаченко, О.О. Ковтун // Вісник Харківського нац. аграрного університету. - 2004. - Вип. 1 (4). - С. 108 - 115. (камеральна обробка, участь у написанні).

7. Ковтун О.А. Микроскопические водоросли Тилигульского лимана / В.П. Герасимюк, О.А. Ковтун // Альгология. - 2007. - Т. 17, № 1. - С. 42 - 52. (аналіз літературних джерел, камеральне опрацювання, написання).

8. Ковтун О.А. Новые таксоны диатомовых водорослей Тилигульского лимана (Северо-Западное Причерноморье) / О.А. Ковтун // Мікробіологія і біотехнологія. - 2008. - № 1 (2). - С. 36-43.

9. А. с. № 7501, Україна. Збірка відеофільмів "Подводный мир Черного моря" / Ковтун О.О. - № 7309; заявка від 12.03.03; зареєстровано 06.05.03; опубл. 15.10.03, Бюл. № 3.

10. Ковтун О.А. Донная растительность Тилигульского лимана / Ф.П. Ткаченко, О.А. Ковтун, Д.Г. Грачев // Всесоюзное совещание ["Гидробиологические исследования в заповедниках СССР"], 17-21 апреля 1989 г., г. Борок, Ярославская обл.: тезисы докл. - М., 1989. - С. 161-162. (камеральна обробка, опрацювання).

11. Ковтун О.А. Сучаснi аспекти дослiджень iнтерстiцiальної альгофлори Чорного моря та його лиманiв / М.О. Гусляков, О.О. Ковтун // IX з'їзд УБТ.: тези допов. - Київ: Наукова думка, 1992. - С. 367. (камеральна обробка, написання).

12. Ковтун О.А. Видовой состав, численность и биомасса микрофитобентоса рыхлых осадков северо-западной части Черного моря (По данным 9-го рейса НИС "В. Паршин") / Н.Е. Гусляков, В.П. Герасимюк, О.А. Ковтун // I-й з'їзд гiдроекологiчного товариства України, 16-19 листопада 1993 р., м. Київ: тези допов. - К.: Наукова думка, 1994. - С. 18. (проведення досліджень, написання).

13. Ковтун О.А. Эколого-биологическая характеристика диатомовых водорослей обрастаний твердых искусственных и естественных субстратов в условиях ссеверо-западной части Черного моря / О.А. Ковтун, Н.Е. Гусляков // VI молодежная конференция ботаников, 12-16 мая 1997 г., г. Санкт-Петербург: тезисы докл. - СПб., 1997. - С. 26 - 27. (проведення досліджень, написання).

14. Ковтун О.А. Подводные исследования водорослей Тилигульского лимана Черного моря / О.А. Ковтун // Матер. XI з'їзду УБТ, (25-27 вересня 2001 р., м. Харків). - Х., 2001. - С. 167-168.

15. Kovtun O. A. The phytopsammon in interstitial of waterside area as ecological group of microscopic algae of contact sea area / O. A. Kovtun, N. E. Gusliakov, A. A. Tarasenko // 18-th International Diatom Symposium, 2-7 September 2004, Miedzyzdroje, Poland. - 2004. - P. 77.

16. Ковтун О.А. Мезофитопсаммон контактных зон Тилигульского лимана / О.А. Ковтун // Матер. II Международной научн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, посвящ. 140-летию Одесского нац. ун-та им. И.И. Мечникова ["Биоразнообразие. Экология. Эволюция. Адаптация"], (28 марта - 1 апреля 2005г., г. Одесса). - Одесса, 2005. - C. 37.

17. Ковтун О.А. Многолетние изменения в структуре микрофитобентоса Тилигульского лимана / О.А. Ковтун // Матер. міжнародної конф. молодих учених - ботаніків ["Актуальні проблеми ботаніки, екології та біотехнології"], (27-30 вересня 2006 р., м. Київ.). - К.: Фітосоціоцентр, 2006. - С. 7-8.

18. Ковтун О.А. Итоги альгофлористических исследований микрофитобентоса Тилигульского лимана / О.А. Ковтун // Матер. XII з'їзду УБТ, (15-18 травня 2006 р., м. Одеса). - Одесса, 2006. - С. 222.

19. Kovtun O. A. Ecological and geographical characteristics of diatom algae of microphytobenthos of the Tiligul Estuary / O. A. Kovtun // Матер. III Международной научн. конф. молодых ученых, посвящ. 100-летию со дня рождения выдающегося украинского лихенолога М.Ф. Макаревича ["Биоразнообразие. Экология. Эволюция. Адаптация"], (15 - 18 мая 2007 г., г. Одесса). - Одесса, Печатный дом, 2007. - C. 36.

20. Ковтун О.А. Эколого-географическая характеристика диатомовых водорослей микрофитобентоса Тилигульского лимана (Черное море)/ О.А. Ковтун//Матер. международной научной конф. ["Современные проблемы альгологии"] и VII Школы по морской биологии (9 -13 июня 2008г., г. Ростов-на-Дону). - Изд-во ЮНЦ РАН, г. Ростов-на-Дону, 2008. - С. 192-194.

Размещено на Allbest.ru