Фитопланктон оз. Студеного системы реки Карасук (Ермолаев В.И.)

Озеро Студеное расположено на юге Новосибирской области, примерно в 25 км к ЮВ от г. Карасук. В системе р. Карасук озеро занимает особое положение. Это последний водоем по ее течению, находящийся в 8 км от того места, где в заболоченной засоленной низине заканчивается река. Для озера характерна более высокая, чем для других водоемов этой системы [2, 3], минерализация, что, безусловно, оказывает влияние на состав его альгофлоры.

Наблюдения над фитопланктоном оз. Студеного проводились в июне 1962 г. и с июня 1963 г. по май 1964 г. Пробы фитопланктона отбирались 1-3 раза в месяц на постоянных станциях, расположенных по разрезам (см. рисунок). При изучении фитопланктона использовалась обычная методика [2]. При подсчете водорослей Microcystis pulverea (Wood) Forti emend. Elenk., Gomphosphaeria lacustris Chod. f. lacustris и G. lacustris f. compacta Elenk. подсчитывались по числу колоний, a остальные водоросли - по клеткам. Биомасса водорослей выражалась в мг/л.

Схема оз. Студеного Линии - разрезы озера с гидроботаническими станциями

Площадь оз. Студеного около 775 га, средняя глубина 1,7 м, максимальная - 2,6 м. Водоем вытянут в направлении с севера на юг, длина его до 5 км, ширина до 2 км, на северном берегу озера имеется населенный пункт - с. Студеное. Берег водоема пологий, озерно-лагунного типа с песчаными косами. Крутого падения береговой линии как с восточной, так и с западной стороны озера не наблюдается. Дно озера имеет ровную поверхность и покрыто слоем темно-серого ила толщиной до 50 см. Содержание гумуса в иловых отложениях было 28/VII 1963 г. 15,009% (или 8,706% углерода). Озеро характеризуется неустойчивостью уровня воды. Так, в засушливый 1963 г. за период с 15/VII по 5/Х уровень воды понизился на 22 см, а урез воды отошел от 35 до 75 м.

Водоем сильно зарос высшей водной растительностью, ширина береговых зарослей которой в отдельных местах достигает 300 м. Основную массу ее создает Phragmites communis L., который был отмечен почти повсеместно в прибрежной полосе (до 1,4 м), а также встречался отдельными куртинами на чистом плесе. К тростнику примешиваются Scirpus lacustris L. и Typha angustifolia L. В обрастаниях стеблей этих гидрофитов встречались нередко Rivularia dura Roth, и Chaetophora sp. Кроме указанных выше прибрежно-водных растений в воде на глубинах до 50 см летом 1963 г. были отмечены Hydrocharis morsusranae L., Batrachium divaricatum Schur., Polygonum amphibium L., Utricularia vulgaris L. Здесь же в августе - сентябре в большом количестве встречались шаровидные колонии сине-зеленой водоросли Tolypotrix tenuis Kutz. f. lanata (Wartm.) Kossinsk., а из нитчаток - Spirogyra sp. и Cladophora sp. На глубине 50-70 см, как правило, на песчаном грунте имелись подводные заросли харовых водорослей - Chara fragilis Desv. и Ch. schaffneri (A. Br.) Robinson (определены M. M. Голлербахом). В зоне глубин 80-150 см обычны Potamogeton pectinatus L., P. perfoliatus L., P. lucens L., Miriophyllum spicatum L., Lemna trisulca L. и др.

Как у всех степных водоемов, водная масса оз. Студеного хорошо перемешивается. Вертикальная температурная стратификация отсутствует. В конце июня температура воды была 22,2-23° С, в июле она была максимальной и достигала 12/VII 24,2° С. В августе и сентябре наблюдалось понижение температуры соответственно до 19,8 и 12,2°С, в конце октября она понизилась до +1,8° С. В зимнее время температура воды была +0,2°С в поверхностном слое и +0,6°С в придонном. Ледостав в 1963 г. был в первой декаде ноября, а вообще он бывает в конце октября - начале ноября. Толщина льда на средине оз. Студеного была 30/XI 1963 г. 20 см, 4/1 1964 г. - 47 см, 19/III - 97 см. Вскрытие озера обычно происходит в конце апреля - начале мая. Открытый период составляет около 190-200 дней.

Вода озера в летне-осенний период имеет зеленоватый оттенок, на вкус слегка солоноватая, как правило, без запаха, в зимнее же время ощущался сильный запах сероводорода. Прозрачность воды максимальной была в июне - 100 см, минимальной - в июле (40 см), сентябре и октябре (30 см). В зимнее время прозрачность была выше и составляла 30/XI 1963 г. 150 см, а 4/1 1964 г.- 105 см. Вода в открытый период имеет реакцию от нейтральной до слабощелочной (рН 7-8), а зимой от слабокислой до нейтральной (рН 6-7).

Окисляемость (перманганатная) была 25/VII 1963 г. 14,8; 20/VIII- 15,76; 3/X- 15,12; 30/Х-17,04 мг/л Оо, бихроматная окисляемость составляла 20/VIII - 46,4; 19/IX -73,6; 30/Х - 55,3 мг/л О2. Степень насыщения кислородом воды озера летом, как правило, была выше нормы, к осени она заметно снижалась. Так, 19/IX в 1 л воды озера содержалось 9,4 мг кислорода (85,91% от нормы насыщения). Свободная углекислота в воде в дневное время всегда отсутствовала. В зимнее время газовый режим водоема неблагоприятный: 19/III 1964 г. в 1 л воды было 46,64 мг углекислоты, а кислорода в 20 раз меньше - 2,3 мг (15,67% от нормы насыщения). При таких условиях из рыб могут перезимовывать только наиболее приспособленные, как например карась.

По химическому составу вода оз. Студеного относится к гидрокарбонатно-сульфатно-хлоридному классу, группы натрия [1], причем она характеризуется повышенной минерализацией. Сухой остаток в июле 1962 г. не превышал 1000 мг/л. В еще более засушливом 1963 г. общее количество солей было больше: 25/VII-\064мг/л (жесткость 21,0°), 20/VIII- 1104 мг/л (жесткость 19,3°), 3/Х- 1288 мг/л (жесткость 25,3°), 30/Х-1176 мг/л (жесткость 25,2°). В зимнее время минерализация была намного выше и 19/III 1964 г. составляла 2191,3 мг/л.

Вода озера богата биогенными элементами: 25/VII в 1 л воды содержалось нитратов 2,18 мг/л, фосфора - 0,064 мг/л, кремнекислоты - 3,3 мг/л. К 20/VIII содержание нитратов и фосфора уменьшилось соответственно до 1,56 и 0,033 мг/л, а кремнекислоты увеличилось до 5,9 мг/л; 3/Х нитратов было 3,0 мг/л, фосфора - 0,046 мг/л, кремнекислоты - 4,4 мг/л. Железа в воде озера не было обнаружено.

Фитопланктон оз. Студеного довольно богат: он представлен 68 видами водорослей, из которых зеленых - 35, сине-зеленых - 20, эвгленовых - 6, диатомовых - 5, золотистых - 2.

В конце июля 1962 г. (температура воды 24,6°С, прозрачность - 70 см) фитопланктон озера насчитывал 25,819 млн. клеток в 1 л воды и состоял в основном из сине-зеленых водорослей. Особенно высокой численности достигла Anabaena flos-aquae (Lyngb.) Breb.- 19,2 млн. кл/л, которая вместе с Microcystis aeruginosa Kutz. emend. Elenk., Gomphosphaeria lacustris Chod. f. lacustris, G. lacustris f. compacta Elenk. и Gloeotrichia echinulata (I. S. Smith) P. Richt. вызвала "цветение" воды озера. Из хлорококковых водорослей, которых содержалось в 1 л воды 5,604 млн. клеток, в планктоне водоема встречались Cruci-genia tetrapedia (Kirchn.) W. et W., C. quadrata var. octogona Schmidle, Scenedesmus quarricauda. (Turp.) Breb., 5. bijugatus (Turp.) Kutz., 5. octacellularis Kiss., Pediastrum duplex Meyen и др. Водоросли остальных групп только примешивались к сине-зеленым и хлорококко-вым. Это были Dinobryon divergens Imh. из золотистых, Gloeotila sp. из улотриксовых, Phacotus lenticularis Ehr. из вольвоксовых и Peridinium sp. из пирофитовых.

В июне 1963 г. (температура воды 22,2-23°С) в 1 л поверхностного слоя воды озера содержалось 18,758 млн. клеток и 0,398 млн. колоний водорослей, причем наибольший удельный вес в планктоне водоема занимали сине-зеленые водоросли (8,51 млн. кл./л). Это были Anabaena flos-aquae (Lyngb.) Breb., Merismopedia glauca (Ehr.) Nag., Gloeocapsa limnetica (Lemm.) Hollerb., из колониальных - Microcystis pulverea (Wood) Forti emend. Elenk., Gomphosphaeria lacustris Chod. f. lacustris, G. lacustris f. compacta Elenk. Хлорококковые водоросли (5,273 млн. кл./л) были представлены Oocystis crassa Wittrock., Tetraedron minimum (A. Br.) Hansg., Crucigenia quadrata var. octogona Schmidle, C. tetrapedia (Kirchn.) W. et. W., Coelastrum microporum Naeg., Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb., 5. bijugatus (Turp.) Kutz., 5. octacellularis Kiss, и т. д. Из других водорослей значительной Численности в планктоне достигла Gloeotila sp. (4,32 млн. кл./л), водоросли же остальных групп большого значения не имели. Содержание водорослей в придонном горизонте воды озера в этот период было несколько меньшим, чем в поверхностном - 12,718 млн. клеток и 0,67 млн. колоний в 1 л воды. Это были в основном те же представители хлорококковых (5,247 млн. кл/л) и сине-зеленых (2,403 млн. кл./л).

В июле (температура воды 24,2°С) количество водорослей в планктоне озера было максимальным и достигало 31,898 млн. клеток и 0,396 млн. колоний в 1 л воды. Из хлорококковых (18,694 млн. кл./л) преобладали Pediastrum boryanum (Turp.) Menegh., Crucigenia tetrapedia (Kirchn.) W. et W., Tetraedron minimum (A. Br.) Hansg., Dictyosphaerium pulchellum Wood, Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. и др. Численность сине-зеленых была несколько меньше - 11,640 млн. кл./л, и состав их не отличался от июньского. Из других групп водорослей в планктоне были отмечены Gloeotila sp. из улотриксовых, Peridinium sp. из пирофитовых, Phacotus lenticularis Ehr. из вольвоксовых, Cymatopleura solea (Breb.) W. Sm. из диатомовых, Phacus orbicularis f. communis Popova и Ph. longicauda (Ehr.) Duj. из эвгленовых.

В придонном слое воды в этот период содержалось 27,684 млн. клеток и 0,720 млн. колоний в 1 л воды, причем количество хлорококковых и сине-зеленых водорослей было почти одинаковым - 12,782 млн. и 12,516 млн. кл./л. Диатомовые встречались в незначительном количестве - 0,442 млн. кл./л и были представлены Cymatopleura solea (Breb.) W. Sm. и Cyclotella sp. В общем по видовому составу водоросли этого горизонта не отличались от упомянутых выше. В прибрежье, в зарослях тростника, в 1 л воды насчитывалось 12,666 млн. клеток и 0,276 млн. колоний водорослей, причем преобладали все те же представители хлорококковых (9,15 млн. кл./л) и сине-зеленых (2,154 млн. кл./л), что и раньше.

В августе (температура воды 19,8° С) численность фитопланктона значительно уменьшилась: в 1 л воды было 7,138 млн. клеток и 0,248 млн. колоний водорослей, в том числе хлорококковых 4,182 млн. и сине-зеленых - 2,544 млн. кл./л. В придонном горизонте озера в этот период содержалось водорослей значительно больше - 12,709 млн. клеток и 0,442 млн. колоний, диатомовых - 0,844 млн. кл./л. Здесь встречались из хлорококковых Pediastrum boryanum (Turp.) Menegh., Coelastrum microporum Naeg., Lagerheimia ciliata (Lagerh.) Chod., Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb., S. bijugatus (Turp.) Kutz. и др., а из сине-зеленых были отмечены Gloeocapsa limnetica (Lemm.) Hollerb., Merismopedia glauca (Ehr.) Naeg., Microcystis pulverea (Wood) Forti emend. Elenk., Gomphosphaeria lacustris Chod. f. lacustris, G. lacustris f. compacta Elenk., G. aponina Kutz. и т. д. В прибрежье водоема (в зарослях тростника) содержалось 3,0 млн. клеток и 0,070 млн. колоний водорослей в 1 л воды. Хлорококковых насчитывалось 2,392 млн. кл./л, причем по разнообразию они не отличались от представителей поверхностного и придонного горизонта водоема.

Сентябрь (температура воды 12,2°С) был благоприятным временем для развития колониальных сине-зеленых водорослей: в 1 л воды их насчитывалось 1,872 млн. колоний, в том числе на долю Gomphosphaeria lacustris Chod. f. lacustris приходилось 1,536 млн. колоний. Из остальных водорослей (17,732 млн. кл./л) доминировали хлорококковые (11,820 млн. кл./л) и сине-зеленые (3,944 млн. кл./л), водоросли остальных групп были в незначительном количестве.

В начале октября (температура воды 11,4°С) в планктоне водоема присутствовало 3,958 млн. клеток и 0,764 млн. колоний водорослей: хлорококковых было 2,234 млн. кл./л, диатомовых (Asterionella formosa Hass.) - 0,892 млн. кл./л, улотриксовых (Gloeotila sp.) - 0,542 млн. кл./л. Количество водорослей в придонном горизонте озера п чтот период было более чем в 3 раза выше, чем в поверхностном,- 14,671 млн. клеток и 1,332 млн. колоний в 1 л воды, в том числе хлорококковых - 11,085 млн., диатомовых - 1,303 млн., сине-зеленых - 1,185 млн. кл./л. Численность фитопланктона в прибрежье водоема (заросли Phragmites communis L. и Typha angustifolia L.) составляла 1,544 млн. клеток и 0,440 млн. колоний в 1 л воды. В основном это были хлорококковые (1,052 млн. кл./л), сине-зеленые (0,254 млн. кл./л) и улотриксовые (0,220 млн. кл./л), которые по видовому составу были такими же, как и в августе.

Конец октября (температура воды +1,8° С) характеризовался повышенным количеством водорослей в планктоне озера: в 1 л воды насчитывалось 18,923 млн. клеток. Хлорококковых было 16,197 млн. кл./л (Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb., S. bijugatus (Turp.) Kutz., Crucigenia tetrapedia (Kirchn.) W. et W., Pediastrum duplex Meyen, P. boryanum (Turp.) Menegh. и др.), сине-зеленых - 0,406 млн. клеток и 1,949 млн. колоний в 1 л (Gloeocapsa sp., Merismopedia glauca (Ehr.) Nag., из колониальных преобладала Gomphosphaeria lacustris f. compacta Elenk. - 1,672 млн. колоний в 1л), улотриксовых - 1,344 млн. кл./л (Gloeotila sp.), диатомовых - 0,604 млн. кл./л (в основном Asterionella formosa Hass.).

В подледный период, в конце ноября, фитопланктон оз. Студеного был представлен всего 4 видами водорослей. Это были Peridinium sp. (0,007 млн. кл./л), Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb., 5. acuminatus var. biseriatus Reinh. (0,062 млн. кл./л) и Gomphosphaeria lacustris f. compacta Elenk. (0,024 млн. колоний в 1 л). Январь 1964 г. также характеризовался низким количеством водорослей в планктоне (0,540 млн. кл./л), где были отмечены Phacotus lenticularis Ehr., Scenedesmus bijugatus (Turp.) Kutz., Oocystis crassa Wittrock и Peridinium sp.

Фитопланктон водоема в марте имел наибольшее развитие за подледный период: в 1 л воды насчитывалось 3,79 млн. клеток водорослей, в том числе Peridinium sp. - 2,812 млн., Euglena sp. - 0,816 млн., Gloeocaps limnetica (Lemm.) Hollerb.- 0,062 млн.

Численность фитопланктона озера в мае была незначительной: в 1 л воды содержалось 1,032 млн. клеток водорослей при преобладании хлорококковых - 0,828 млн. кл./л (Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb., Lagerheimia ciliata (Lagerh.) Chod., Tetraedron minimum (A. Br.) Hansg., Dictyosphaerium pulchellum Wood, Ankistrodesmus sp. Из диатомовых в планктоне встречались Fragilaria crotonensis Kitt., Melosira granulata (Ehr.) Ralfs и Navicula sp.

Таким образом, фитопланктон оз. Студеного в открытый период достигал высокой численности при значительном содержании растворенных в воде солей - от 1000 до 1288 мг/л. Наибольший удельный вес в нем занимали сине-зеленые водоросли, которые присутствовали в планктоне водоема в течение всего периода Anabaena flos-aquae (Lyngb.) Breb., A. lemmermannii P. Richt., Microcystis aeruginosa Kiitz. emend. Elenk. f. aeruginosa, M. pulverea (Wood) Forti emend. Elenk., Gloeocapsa limnetica (Lemm.) Hollerb., Gomphosphaeria lacustris Chod. f. lacustris., G. lacustris f. compacta Elenk., G. aponina Kiitz., Merismopedia glauca (Ehr.) Nag. и др. Зеленые водоросли также встречались в планктоне озера в течение всего открытого периода, имели большее, чем сине-зеленые, видовое разнообразие, количество их иногда было довольно значительным, однако они намного уступали сине-зеленым. Это были Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb., S. bijugatus (Turp.) Kiitz., Gloeotila sp., Pediastrum duplex Meyen, P. boryanum (Turp.) Menegh., Crucigenia tetrapedia (Kirchn.) W. et W., Tetraedron minimum (A. Br.) Hansg., Dictyosphaerium pulchellum Wood, Phacotus lenticularis Ehr. и т. д. Диатомовые водоросли (Melosira granulata (Ehr.) Ralfs, Asterionella formosa Hass., Fragilaria crotonensis Kitt.) были отмечены в планктоне осенью и зимой, а пирофитовые (Peridinium sp.) - в начале лета и зимой. Остальные группы водорослей значения не имели. В зимнее время фитопланктон озера был представлен всего лишь 4-5 видами, имел незначительную численность и, по сути дела, не играл никакой роли в жизни водоема.

Горизонтальное распределение водорослей оз. Студеного показало, что на средине водоема их содержалось в поверхностном слое воды на единицу объема значительно больше, чем в прибрежье и в зарослях камыша и тростника. При изучении вертикального распределения фитопланктона никакой закономерности не было обнаружено: численность водорослей то в поверхностном (ветер), то в придонном (штиль) горизонте была выше, на что, несомненно, оказывали влияние условия погоды.

Биомасса фитопланктона слагалась в основном сине-зелеными водорослями (см. таблицу). Максимальной она была в июле 1962 г. - 34,363 мг/л, в 1963 г. наибольшая величина биомассы наблюдалась в сентябре - 30,389 мг/л.

Сравнение фитопланктона озер Студеного и Кривого [2], (оз. Кривое - более глубокое (до 4,6 м), менее минерализованное (до 1000 мг/л солей в открытый период), тоже относящееся к системе р. Карасук (соединено с ней копанцем-каналом) и расположенное примерно в 50 км к СВ от оз. Студеного) показало, что эти водоемы имеют близкий видовой состав. Фитопланктон оз. Кривого летом 1962 г. имел более интенсивное развитие: в 1 л воды озера насчитывалось до 100 млн. клеток и 0,7 млн. колоний, но здесь, как и на оз. Студеном, летом 1962 и 1963 гг. пребладающими являлись сине-зеленые и зеленые водоросли. По величине биомассы оз. Студеное намного уступало оз. Кривому лишь в июле (биомасса - 6015,55 мг/л), при массовом развитии на последнем Gloeotrichia echinulata (I. S. Smith.) P. Richt, на долю которой приходилось 6000 мг/л; в остальной период фитопланктон оз. Студеного имел примерно одинаковую или даже большую биомассу.

Величина биомассы фитопланктона оз. Студеного в 1962-1964 гг. (мг/л)

Очевидно, в связи со значительным содержанием растворенных в воде солей альгофлора оз. Студеного представлена в основном индифферентными (Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb., Pediastzum boryanum (Turp.) Menegh., P. duplex Meyen,

Coelastrum microporum Naeg., Dictyosphaerium pulchellum Wood, Anabaena flos-aquae (Lyngb.) Breb., Microcystis pulverea (Wood) Forti emend. Elenk., Gloeocapsa limnetica (Lemm.) Hollerb., Merismopedia glauca (Ehr.) Naeg. и т. д.) и галофильными видами (Gomphosphaeria lacustris Chod. f. lacustris, G. lacustris f. compacta Elenk., G. aponina Kiitz., Lyngbya aestuarii (Mert.) Liebm. и др.).

Литература

1. Алёкин О.А. Общая гидрохимия. Л., Гидрометеоиздат, 1948.
2. Ермолаев В.И. Фитопланктон озера Кривого системы реки Карасук.- Тр. Центр. Сиб. бот. сада СО АН СССР, вып. 8. "Водоросли и грибы Западной Сибири", вып. 1. Новосибирск, Изд-во СО АН СССР, 1964.
3. Ермолаев В. И.О первичной продукции озер северной части Кулундинской степи при пониженном их уровне (в печати).