О зимнем фитопланктоне оз. Кривого системы реки Карасук (Ермолаев В.И.)

Данных о зимнем фитопланктоне в. литературе немного [2, 3, 5], для озер же Кулундинской степи они отсутствуют. Учитывая важное значение характера перезимовки водных организмов, нами были проведены на ряде озер северной Кулунды круглогодичные исследования их альгофлоры. В настоящей статье излагаются результаты наблюдений за перезимовкой фитопланктона одного из озер северной части Кулундинской степи - оз. Кривого. Наблюдения охватывали период с ноября 1962 г. по апрель 1963 г.

Схема оз. Кривого. Плесы: I - Благодатное, II - Курья, III - Круглое, IV - Гусиное, V - Старое Голое. - гидроботанические станции

Оз. Кривое лежит в северной части Кулундинской степи, в Карасукском районе Новосибирской области. Оно имеет своеобразную лопастную форму, делясь на следующие плесы: Благодатное, Курья, Круглое, Гусиное, Старое Голое (см. рисунок). Озеро соединено летом копанцем-каналом с рекой Карасук. Максимальная глубина его 4,65 м, средняя - 2,5 м. Площадь 2131,25 га.

Методика. Для изучения зимнего фитопланктона пробы воды отбирались на 5 постоянных станциях 15-18 числа каждого месяца (см. рисунок). Вода бралась из поверхностного слоя (объем воды в пробе 2 л) и пропускалась через предварительные мембранные фильтры.

Подсчет водорослей проводился в счетной камере Нажотта, причем количество Microcystis pulverea (Wood) Forti emend. Elenk., Gomphosphaeria lacustris Chod. f. lacustris, G. lacustris f. compacta Elenk. подсчитывалось по числу колоний, а остальных водорослей - по количеству клеток; биомасса водорослей выражалась в мг/л.

Одновременно со взятием проб определялись глубина места, температура, прозрачность воды, толщина льда и снегового покрова. В марте на всех плесах озера из поверхностного слоя были взяты пробы воды на химический анализ, а на плесе Благодатное поставлен опыт по определению фотосинтеза водорослей [1].

Физико-химический режим. Лед на озере установился 29 октября. Толщина его на разных плесах в период исследования почти не отличалась и максимальной была в апреле - 100 см (табл. 1). Снег выпал в конце декабря, в феврале слой его на поверхности озера достигал 26 см.

Таблица 1. Толщина снегового покрова и льда (в см) оз. Кривого в 1962-1963 гг. (Приводятся средние данные для плесов)

Вода озера в зимнее время имеет зеленоватый оттенок, на вкус солоноватая, как правило, без запаха, лишь на плесе Гусиное в марте ощущался сильный запах сероводорода. Температура поверхностного слоя воды в зимний период снижалась до +0,2° С, придонная температура колебалась от +3,8° до +4,2°С. Прозрачность воды на разных плесах была различной (табл. 2).

Таблица 2. Прозрачность воды на плесах оз. Кривого в 1962-1963 гг. (по белому диску, см)

Вода отдельных плесов озера, взятая в марте на химический анализ, имела следующую минерализацию: на плесе Гусиное- 1476 мг/л, на Благодатном - 1298 мг/л, на Курье - 1204 мг/л. В летне-осенний период 1963 г. минерализация воды на плесах оз. Кривого была значительно меньшей и, как правило, не превышала 1000 мг/л [4].

По химическому составу вода является сульфатно-карбонатной, причем преобладают бикарбонаты кальция и магния. Сульфатов магния и натрия в воде значительно меньше, а хлористый и углекислый натрий обнаружены в ничтожном количестве. Степень насыщения кислородом поверхностного слоя воды достигает 67,8% (табл. 3). Окисляемость воды составляла 13/III 1963 г. на плесе Гусиное 9,84 мг/л, на Благодатном - 8,88 мг/л, на Курье - 8,08 мг/л; в открытый период 1963 г. окисляемость была выше и достигала 8/IX на плесе Круглое максимальной величины - 13,20 мг/л. Вода озера зимой имеет реакцию от слабокислой до нейтральной (рН 6-7,1), а летом - от нейтральной до слабощелочной (рН 7,0-8,2).

Таблица 3. Количество выделенного (Ф) и поглощенного (Д) кислорода в воде оз. Кривого 13 марта 1963 г. (в мг/л О₂ за сутки)

Фитопланктон. В середине октября перед ледоставом при температуре воды 5-6° С в 1 л воды озера насчитывалось 50 млн. клеток и 0,45 млн. колоний водорослей [4]. В этот период наблюдалось "цветение" воды Asterionella formosa Hass., количество которой в поверхностном слое доходило до 48 млн. клеток в 1 л, биомасса - 45,604 мг/л. Сине-зеленые водоросли встречались в значительно меньшем количестве - до 1 млн. клеток и 0,45 млн. колоний в 1 л воды: Microcystis aeruginosa f. flos-aquae (Wittr.) Elenk., M. pulverea (Wood) Forti emend. Elenk., Gomphosphaeria lacustris Chod. f. lacustris., G. lacustris f. compacta Elenk., G. aponina Kutz., Gloeocapsa limnetica (Lemm.) Hollerb. Зеленые водоросли присутствовали в планктоне как примесь. Это были Pediastrum boryanum (Turp.) Menegh., Oocystis crassa Wittrock., Tetraedron minimum (A. Br.) Hansg., Pandorina mo-rum (Mull.) Bory, Eudorina elegans Ehr., Staurastrum paradoxum Meyen.

В ноябре в 1 л воды озера содержалось в среднем 4947 тыс. клеток водорослей (максимум на плесе Благодатное--8106 тыс. клеток), причем фитопланктон на 98,9% состоял из Asterionella formosa Hass. (биомасса - 4,648 мг/л). Количество других диатомовых (представители родов Cymbella, Nitzschia, Navicula и др.) было незначительное. Сине-зеленые водоросли были найдены в количестве 12 тыс. колоний и 20 тыс. клеток в 1 л воды и представлены Gomphosphaeria lacustris Chod. f. lacustris, G. lacustrisi compacta Elenk., G. aponina Kutz., Microcystis pulverea (Wood) Forti emend. Elenk., M. aeruginosa f. flos-aquae (Wittr.) Elenk. Из зеленых, которые встречались в планктоне как примесь (18 тыс. клеток в 1 л воды), были отмечены Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb., Ankislrodesmus sp., Oocystis crassa Wittrock., Tetraedron minimum (A. Br.) Hansg., Chlamydomonas sp., Pandorina morum (Mull.) Bory.

Декабрь был самым благоприятным для развития фитопланктона водоема в зимний период. В это время в 1 л воды озера насчитывалось в среднем 13 333 тыс. клеток Asterionella formosa Hass. На плесе Круглое этот вид вызвал сильное подледное "цветение" воды: в 1 л здесь содержалось 35 730 тыс. клеток (биомасса - 30,371 мг/л), или 99% от общего количества водорослей; наименьшее количество Asterionella formosa Hass. было на плесе Гусиное (160 тыс. кл./л) (табл. 4).

Видовой состав фитопланктона в этом месяце был наиболее разнообразен (29 видов). Сине-зеленые в основном были те же, что и в ноябре, состав зеленых водорослей несколько отличался. Так, из хлорококковых наряду с вышеупомянутыми видами в небольшом количестве встречались Scenedesmus octacellularis Kiss., 5. bijugatus (Turp.) Kutz., 5. acuminatus (Lagerh.) Chod., 5. quadricauda var. abundans Kirchn., Crucigenia quadrata var. octogona Schmidle, Lagerheimia genevensis Chod., L. ciliata (Lagerh.) Chod., кроме того, были найдены Peridinium sp., Cymatopleura solea (Breb.) W. Sm., Euglena sp.

Таблица 4. Количество Asterionella formosa. Hass. (тыс, кг/л) и величина ее биомассы (мг/л) на оз. Кривое и его плесах в 1962—1963 гг.

В январе наблюдалось заметное снижение количества водорослей при численном превосходстве Asterionella fortnosa Hass. Кроме нее, из диатомовых в планктоне были отмечены Melosira granulata (Ehr.) Ralfs, Fragilaria crotonensis Kitt., Synedra sp. Водоросли остальных групп присутствовали в небольшом количестве. В это время состав сине-зеленых уменьшился до 3 видов, а зеленых - до 5.

В феврале количество водорослей в 1 л воды озера резко снизилось и составляло 170 тыс. клеток (максимум на плесе Благодатное - 369 тыс. клеток), из них на долю Asterionella fortnosa Hass. приходилось 144 тыс. клеток (биомасса - 0,137 мг/л). Остальные водоросли находились в планктоне в ничтожном количестве, имели большее видовое разнообразие и были представлены 15 обычными для озера видами: Gomphosphaeria lacustris Chod. f. lacustris, G. lacustris f. compacta Elenk., Microcystis pulverea (Wood) Forti emend. Elenk., M. aeruginosa f. flos-aquae (Wittr.) Elenk., Tetraedron minimum (A. Br.) Hansg., Peridinium sp., Euglena sp.

В марте численность фитопланктона озера была самой низкой за исследуемый период - 30 тыс. клеток водорослей в 1 л воды (максимум на плесе Курья - 63 тыс. клеток). Количество Asterionella Formosa Hass. в планктоне озера уменьшилось до 9 тыс. клеток в 1 л воды (биомасса - 0,008 мг/л). Кроме нее, было найдено 9 видов зеленых и сине-зеленых водорослей, которые не отличались от февральских форм.

Измерение первичной продукции фитопланктона методом склянок [1] проводилось на плесе Благодатное 13 марта. В это время в 1 л воды насчитывалось 50 тыс. клеток водорослей, причем в воде содержалось много растительных остатков, детрита. Склянки устанавливались на озере подо льдом и в комнате на рассеянном свете на сутки. Толщина льда достигала 90 см, высота снегового покрова - 20 см, поверхностная температура воды была +0,4°С, температура воздуха в комнате 18-20°С. Наблюдения показали (см. табл. 4), что, как подо льдом, так и в комнате, кислород выделялся в очень незначительном количестве (0,3-0,35 мг/л). Потребление кислорода на окислительные процессы в воде 4,15-4,70 мг/л, что в 15 раз превышает его выделение при фотосинтезе водорослей.

В апреле численность фитопланктона начала увеличиваться. В 1 л воды озера в среднем насчитывалось 670 тыс. клеток (максимум на плесе Благодатное - 1660 тыс. клеток). Основную массу фитопланктона составляли сине-зеленые водоросли (620 тыс. клеток в 1 л воды), которые по видовому составу не отличались от вышеупомянутых. Из диатомовых чаще всего встречалась Asterionella formosa Hass. (43 тыс. клеток в 1 л воды). Остальные водоросли (Peridinium sp., Euglena sp., Chlorococcus sp.) значения не имели.

Таким образом, в подледном периоде фитопланктон оз. Кривого не оставался постоянным. В первой половине зимы (ноябрь - январь) фитопланктон был более богатым как по видимому составу, так и по численности (максимум на плесе Круглое в декабре - 35774 тыс. кл./л). Во второй половине (февраль - апрель), наблюдалось резкое снижение количества водорослей (минимум на плесе Круглое в марте - 3 тыс. кл./л) при значительном обеднении видового состава. В зимнее время фитопланктон водоема был представлен 32 видами водорослей, из которых группа зеленых составляет 17 видов, сине-зеленых - 9, диатомовых - 4, эвгленовых - 1, пирофитовых-1. Диатомовые водоросли (Asterionella formosa Hass., Melosira granulata (Ehr.) Ralfs, Cyclotella sp., Navicula sp.) присутствовали в планктоне весь период и играли в нем, как правило, преобладающую роль, a Asterionella formosa Hass. даже вызывала сильное "цветение" воды в декабре, что, по-видимому, можно объяснить отсутствием снегового покрова на поверхности озера (см. табл. 1). Остальные группы водорослей только примешивались к диатомовым и значения не имели.

Несмотря на повышенную соленость и недостаток кислорода в воде оз. Кривого зимой сохранился ряд видов водорослей, встреченных в планктоне водоема в апреле: Asterionella formosa Hass., Microcystis aeruginosa Kutz. emend. Elenk. f. aeruginosa, Gomphosphaeria lacustris Chod. f. lacustris, G. lacustris f. compacta Elenk., Gloeocapsa Umnetica (Lemm.) Hollerb., Peridinium sp., Euglena sp. и т. д., что говорит об их устойчивости и способности хорошо переносить условия перезимовки.

Зимующие водоросли, как выяснилось, могут в небольшом количестве выделять кислород (см. табл. 3), что позволяет считать их вполне жизнеспособными организмами.

Литература

1. Винберг Г.Г. Первичная продукция водоемов. Минск, Изд-во АН БССР, 1960.
2. Гусева К.А., Ильинский А.Л. О забивании рыболовных сетей диатомовой водорослью Melosira italica в период зимнего "цветения" Рыбинского водохранилища.- Тр. Всес. гидробиол. об-ва, т. IX, 1959.
3. Евдушенко А.В. К вопросу фотосинтеза альгофлоры и высших водных растений в зимний подледный период в прудах и малых реках степной зоны Украины.- Тр. зон. совещ. по типологии и биологическому обоснованию рыбохозяйственного использования внутренних (пресноводных) водоемов южной зоны СССР. Кишинев, Изд-во "Штиинца" АН Молдавск. ССР, 1962.
4. Ермолаев В.И. Фитопланктон озера Кривого системы реки Карасук. "Водоросли и грибы Западной Сибири", вып. II. Новосибирск, Изд-во СО АН СССР, 1964.
5. Куксн М.С. Распространение и сезонное развитие фитопланктона в Новосибирском водохранилище в первые годы его заполнения (1957-1958 гг.).- Тр. Биол. ин-та, вып. 7. Новосибирск, Изд-во СО АН СССР, 1961.