Species composition, taxonomic structure and dominant phytoplankton complexes of rivers and streams of the Krasnoyarsk Pillars National Park
The Krasnoyarsk Pillars National Park is located in the suburbs of Krasnoyarsk. The geographical coordinates of the park are 55°38'-55°58' N, 92°20'-93°20' E, the territory is part of the Altai-Sayan fold system. The territory of the national park is experiencing increased anthropogenic impact associated with high recreational load due to the location of the park. The study of biodiversity of special protection natural areas is currently very relevant; phytoplankton occupy a special place among the main components of aquatic ecosystems as a basic element in the formation of trophic status and water quality. Research on the phytoplankton of rivers and streams in the territory of the Krasnoyarsk Pillars National Park was not carried out until 2021. The purpose of this article is to characterize the species composition, taxonomic structure and dominant complexes of phytoplankton in the rivers and streams of the Krasnoyarsk Pillars National Park. The article uses materials from the processing of phytoplankton samples from rivers and streams of the Krasnoyarsk Pillars National Park, collected in August 2021-2023 (see Fig. 1). Selection, fixation and processing of samples were carried out using generally accepted methods. Diatom species were identified on permanent preparations and from images obtained on a JSM-6510LV scanning electron microscope (SEM). Species whose abundance was at least 10% of the total were classified as dominant. The choice of the abundance criterion is due to the greater metabolic activity of small organisms compared to large ones. Dominant complex analysis was performed using frequency of occurrence (pF), dominance frequency (DF), and dominance order (Dt). As a result of the research, 253 species and intraspecific taxa (SIT) of algae were identified, including the nomenclatural type of species, from 7 departments, including: Cyanoprokaryota - 8, Chrysophyta - 6, Dinophyta - 1, Euglenophyta - 12, Bacillari-ophyta - 188, Chlorophyta - 35, Charophyta - 3. The predominant importance in the taxonomic structure belongs to Bacillariophyta (74.31%), the share of other departments ranges from 1-14% (see Table 1). The taxonomic spectrum of phytoplankton demonstrates a clear predominance of diatoms at all levels: classes (Bacillari-ophyceae, 68.77% of the total number of SIT), orders (Cymbellales - 20.95%, Navicu-lales - 18.18%), families (1st to 6th place - 46.24%) and genera (from 1st to 6th place -30.83%) (see Table 2). The species composition and taxonomic structure of phytoplankton in rivers and streams of the Krasnoyarsk Pillars National Park have features typical of mountain streams. The dominant phytoplankton complex is diverse, it is formed by 22 SIT from 4 departments, including: Cyanoprokaryota - 3, Bacillari-ophyta - 6, Chlorophyta - 11, Chrysophyta - 2 (see Table 3). The dominants include 8.70% of the total number of SIT found in the water bodies of the National Park, they are dominated by species from the Chlorophyta department (50.0% of the total number of dominants). The maximum indicators of order and frequency of dominance are characteral of the cyanoprokaryote Aphanocapsa holsatica (DF = 68.72, Dt = 100), the second and third places in importance of these indicators are occupied by the diatoms Cocconeis euglypta (DF = 59.09, Dt = 68.42) and Meridion circulare (DF = 31.82, Dt = 77.80). The composition and structure of the dominant phytoplankton complexes vary significantly over the years of research; particular specificity is inherent in the dominant complex in 2021. The dominant phytoplankton complex of rivers and streams of the National Park is characterized by polydominance, significant interannual differences in composition and structure, dominance of heterocyst-free small-celled cyanoprokaryotes and random planktonic species of diatoms, a significant proportion of chlorococcal algae, including small-celled species, among the minor dominants. This indicates the presence of negative processes developing in aquatic ecosystems, which is undoubtedly associated with increased anthropogenic impact due to high recreational load. The current situation requires further biomonitoring of the water bodies of the Krasnoyarsk Pillars National Park and assessment of the level of recreational load on its territory. The article contains 1 Figure, 4 Tables, 57References. The Authors declare no conflict of interest.
Keywords
phytoplankton,
species composition,
taxonomic structure,
dominant complex,
rivers and streams,
Krasnoyarsk Pillars National ParkAuthors
Bazhenova Olga P. | Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin | olga52@bk.ru |
Eichvald Ksenia А. | Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin | ka.eykhvald@omgau.org |
Genkal Sergey I. | I.D. Papanin Institute of biology of inland waters of the Russian Academy of Sciences | genkal47@mail.ru |
Tropina Elena F. | Krasnoyarsk Pillars National Park | nau-stolby@yandex.ru |
Всего: 4
References
Наблюдение процессов и явлений в природном комплексе заповедника «Столбы» и их изучение по программе «Летопись природы». Книга 77 (2019 г.). Красноярск, 2020. 244 с.
Валокитин И.М., Ананьева Т.А. Особенности рельефа и ландшафтной структуры государственного заповедника «Столбы» // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2017. № 11. С. 171-177.
Ангелова С.В. Влияние туризма на национальный парк «Красноярские Столбы» // Экология, окружающая среда и здоровье человека: XXI век: материала: региональной научной конференции школьников, студентов и молодых ученых. Красноярск : Красноярский государственный аграрный университет, 2024. С. 213-215.
Официальный сайт национального парка «Красноярские Столбы». URL: https://kras-stolby.ru (дата обращения: 30.03.2024).
Конвенция о биологическом разнообразии. ЮНЕП: Центр программной деятельности по праву окружающей среды и природоохранным механизмам. 59 с.
Михеева Т.М., Свирид А.А., Хурсевич Г.К., Лукьянова Е.В. Водоросли планктона водоемов и водотоков Национального парка «Припятский» / под ред. Т.М. Михеевой. Минск : Право и экономика, 2016. 325 с.
Абакумов В.А. Контроль качества вод по гидробиологическим показателям в системе гидрометеорологической службы СССР // Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям: трудяг сов.-англ. семинара. Л. : Гидрометеоиздат, 1977. С. 93-100.
Skvortzow B.W. Diatoms from Yenisei River and its tributaries, middle part of Siberia, western Asia // Philippine Journal of Science. 1971. Vol. 98 (1). PP. 57-113.
Ануфриева Т.Н., Шулепина С.П., Коваленко Н.Е. Гидробиологический мониторинг рек Базаихи, Маны, Качи (бассейн Енисея) // Проблема: и перспективы использования водных биоресурсов Сибири в XXI веке: матер. Всерос. конф. с междунар.
Баженова О.П. и др. Видовой состав, таксономическая структура участием, посвящ. 100-летию Енисейской ихтиологической лаборатории. Красноярск, 2009. С. 240-243.
Эйхвальд К.А., Баженова О.П. Первые сведения о фитопланктоне некоторых водных объектов национального парка «Красноярские Столбы» // Проблема: ботаники Южной Сибири и Монголии. 2022. Т. 21, № 1. С. 200-204.
Эйхвальд К.А., Баженова О.П. Трофический статус и качество воды рек и ручьев национального парка «Красноярские Столбы» // Экологические чтения-2022 : сборник научных трудов XIII нац. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Омск : Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, 2022. С. 415421.
Эйхвальд К.А., Баженова О.П. Весенний фитопланктон некоторых водных объектов национального парка «Красноярские Столбы» // Экология и управление природопользованием : сборник научных трудов VI Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Вып. 6. Томск : Литературное бюро, 2023. С. 109-111.
Эйхвальд К.А., Баженова О.П. Дополнения к фитопланктону водных объектов национального парка «Красноярские Столбы» // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. 2023. Т. 22, № 1. С. 427-431.
Эйхвальд К.А., Баженова О.П. Фитопланктон как показатель качества воды реки Мана национального парка «Красноярские Столбы» // Экологические чтения-2023 : сборник научных трудов ХIV нац. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Омск : Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, 2023. С. 703-707.
Балонов И.М. Подготовка водорослей к электронной микроскопии // Методика изучения биогеоценозов. М. : Наука, 1975. С. 87.
Guiry M.D., Guiry G.M. algaebase. 2024. World-wide electronic publication, Galway: National University of Ireland. URL: https://www.algaebase.org/(Accessed March 2024).
Корнева Л.Г. Фитопланктон водохранилищ бассейна Волги / под ред. А.И. Копылова. Кострома : Костромской печатный дом, 2015. 284 с.
Гутельмахер Б.Л. Относительное значение отдельных видов водорослей в первичной продукции планктона // Гидробиол. журнал. 1974. Т. 10, № 1. С. 5-10.
Баженова О.П. Исследование фотосинтетической активности водорослей Енисея методом авторадиографии // Проблема: экологии Прибайкалья. Иркутск, 1988. Ч. 2. С. 80.
Продукционно-гидробиологические исследования Енисея / под ред. А.Д. Приймаченко, Н.Г. Шевелевой, Т.Н. Покатиловой, И.Л. Пыриной, А.П. Белавской, О.П. Баженовой. Новосибирск : Наука, Сибирская издательская фирма, 1993. 197 с.
Генкал С.И. Внутривидовая изменчивость пресноводных диатомовых водорослей класса Centrophyceae : автореф. дис. д-ра биол. наук. СПб., 1993. 43 с.
Куликовский М.С. Систематика и распространение диатомовых водорослей (Fragilariophyceae, Bacillariophyceae) пресных вод России и сопредельных стран : автореф. дис. д-ра биол. наук. М., 2016. 48 с.
Трасс Х.Х. Геоботаника: история и современные тенденции развития. Л. : Наука, 1976. 252 с.
Реймерс Н.Ф., Яблоков А.В. Словарь терминов и понятий, связанных с охраной живой природы. М. : Наука, 1982. 144 с.
Кожова О.М. Формирование фитопланктона Братского водохранилища // Формирование природных условий и жизни Братского водохранилища. М. : Наука, 1970. С. 26-160.
Горбулин О.С. Комплексы доминантных форм фитопланктона разнотипных водоемов // Альгология. 2012. Т. 22, № 3. С. 303-315.
Любарский Е.Л. К методике экспресс-квалификации и сравнения описаний фитоценозов // Количественные методы анализа растительности. Уфа : БФАН СССР, 1974. С. 39-42.
Возженникова Т.Ф. Водоросли р. Катунь и ее притоков в районе курорта Чемал // Известия СО АН СССР. 1958. № 8. С. 114-125. Музафаров A.M. Флора водорослей горных водоемов Средней Азии. Ташкент : Изд-во АН УЗССР, 1958. 379 с.
Коган Ш.И. Водоросли водоемов Туркменской ССР. Кн. 1. Ашхабад : Ылым, 1972. 250 с.
Коган Ш.И. Водоросли водоемов Туркменской ССР. Кн. 2. Ашхабад : Ылым, 1973. 210 с.
Сафонова Т.А. К флоре водорослей водоемов бассейна верхнего течения р. Кия (Кузнецкий Алатау) // Новые данные о фитогеографии Сибири. Новосибирск : Наука, 1981. С. 4-16.
Сафонова Т.А. Флора Салаирского кряжа // Водоросли. Новосибирск : ЦСБС СО РАН, 1993. 61 с.
Чекрыжева Т.А. Видовой состав фитопланктона некоторых озер и рек Карелии : Препринт доклада на Ученом совете ИВПС КНЦ РАН. Петрозаводск, 1990. 39 с.
Potapova M. Epilithic algal communities in rivers of the Kolyma Mountains, NE Siberia, Russia // Nova Hedwigia. 1996. Vol. 63 (3-4). PP. 309-334.
Никулина Т.В. Таксономическая структура и эколого-географическая характеристика альгофлоры бассейна реки Раздольной (Приморье) // Чтения памяти В.Я. Леванидова. Владивосток : Дальнаука, 2005. Вып. 3. С. 221-236.
Комулайнен С.Ф., Чекрыжева Т.А., Вислянская И.Г. Альгофлора озер и рек Карелии. Таксономический состав и экология. Петрозаводск : Карельский науч. центр РАН, 2006. 81 с.
Митрофанова Е.Ю. Водоросли планктона горных водотоков (на примере водотоков бассейна Телецкого озера, Россия) // Водоросли: проблемы таксономии, экологии и использование в мониторинге: материалы II Всерос. конф. Сыктывкар : Ин-т биологии Коми НЦ УрО РАН, 2009. С. 104-107.
Науменко Ю.В. Фитопланктон реки Оби : автореф. дис. д-ра биол. наук. Новосибирск, 1996. 33 с.
Габышев В.А. Фитопланктон крупных рек Якутии и сопредельных территорий Восточной Сибири : автореф. дис. д-ра биол. наук. М., 2015. 47 с.
Габышев В.А., Габышева О.И. Фитопланктон крупных рек Якутии и сопредельных территорий Восточной Сибири. Новосибирск : Изд. АНС «Сибак», 2018. 416 с.
Rosowski J.R. Photosynthetic Euglenoids // Freshwater Algae of North America: Ecology and Classification. Elsevier Science, 2003. PP. 383-422.
Сафонова Т.А. Эвгленовые водоросли Западной Сибири. Новосибирск : Наука, 1987. 192 с.
Эйхвальд К.А., Баженова О.П. Первые сведения о цианопрокариотах водных объектов национального парка «Красноярские Столбы» // Цианопрокариоты/циано-бактерии: систематика, экология, распространение, использование в биотехнологии: матер. V Междунар. науч. школы-конференпии, посвящ. 150-летию со дня рождения выдающегося альголога А.А. Еленкина. М., 2023. С. 66-68.
Левадная Г.Д. Микрофитобентос реки Енисей. Новосибирск : Наука, 1986. 286 с.
Волошко Л.Н. Золотистые водоросли водоемов севера России. Роды Synuropsis, Uroglena и Uroglenopsis (Chromulinaceae) // Астраханский вестник экологического образования. 2017. № 2 (40). С. 109-120.
Бондаренко Н.А. Фитопланктон горных озер Восточной Сибири // Известия Самарского научного центра РАН. 2006. Т. 8, № 1. С. 176-190.
Щур Л.А. Современное состояние фитопланктона и микрофитобентоса северных водоемов Красноярского края // Известия Самарского научного центра РАН. 2006. Т. 8, № 1. С. 163-175.
Паламарь-Мордвинцева Г.М. Charophyta Крымского полуострова (Украина) // Альгология. 1998. Т. 8, № 1. С. 14-22.
Свириденко Т.В., Свириденко Б.Ф. Харовые водоросли (Charophyta) ЗападноСибирской равнины. Сургут : Печатный мир, 2017. 216 с.
Фитопланктон Омского Прииртышья / под ред. О.П. Баженовой, Н.Н. Барсуковой, И.Ю. Игошкиной, О.А. Коноваловой, Л.В. Коржовой, О.О. Кренц. Омск : Изд-во ФГБОУ ВО Омский ГАУ, 2019. 320 с.
Баженова О.П. Фитопланктон Верхнего и Среднего Иртыша в условиях зарегулированного стока. Омск : Изд-во ОМГАУ, 2005. 248 с.
Корнева Л.Г. Формирование фитопланктона водоемов бассейна Волги под влиянием природных и антропогенных факторов : автореф. дис.. д-ра биол. наук. СПб., 2009. 47 с.
Zevenboom W., Mur L.R. N2-fixing cyanobacteria: Why they do not become dominant in Dutch hypertrophic lakes // Hypertrophic ecosystems. Junk, den Haag / Ed. by Zn.J. Barica, L.R. Mur. 1980. PP. 123-130. doi: 10.1007/978- 94-009-9203-0_14.
Korneva L.G., Glushchenko G.Y.Composition and seasonal succession of phytoplankton of Taganrog bay in the sea of Azov and the downstream reaches of the don river under a changing climate // Inland Water Biology. 2020. Vol. 13 (1). PP. 23-30. doi: 10.1134/ S1995082920010071.
Bazhenova O.P., Mikhailov V.V. Phytoplankton as an indicator of the modern ecological state of the Novosibirsk Reservoir // Inland water biology. 2021. Vol. 14 (6). PP. 670678. doi: 10.1134/S1995082921050023.
Михеева Т.М. Сукцессия видов в фитопланктоне: определяющие факторы. Минск : Изд-во БГУ им. В.И. Ленина, 1983. 72 с.