Різноманіття фітопланктону ставка Грабарка Бердичівського району

Різноманіття фітопланктону ставка Грабарка Бердичівського району

ЗМІСТ

Вступ

Розділ 1. Методи та матеріали досліджень

.1 Об’єкт досліджень

.2 Методи досліджень

Розділ 2. Історія вивчення фітопланктону антропогенно створених водойм

Розділ 3. Різноманіття фітопланктону ставка Грабарка

.1 Таксономічна структура водоростевих угруповань ставка Грабарка

3.2 Частота трапляння водоростевих клітин планктонних комплексів ставка

3.3 Еколого-географічна характеристика фітопланктону та оцінка якості вод

Висновки

Список використаної літератури

Додаток

ВСТУП

Актуальність проблеми: водоростеві угруповання відіграють провідну роль у прісноводних екосистемах, де становлять значну частину біомаси планктону. Вони тісно пов'язані різноманітними за своєю природою біоценотичними зв'язками з іншими організмами, беруть участь у процесах самоочищення природних вод. Крім того, в умовах посилення антропогенного впливу на довкілля, досліджувані гідробіонти набувають особливого значення як біоіндикатори в екологічному моніторингу та біотестуванні. У зв'язку з цим виникає необхідність їх всебічного вивчення. Водоростеві угруповання як первинна ланка трофічних сіток та індикатор природних і антропогенних впливів на водні екосистеми - важливий і невід'ємний компонент сучасних гідроекологічних досліджень.

Дослідження формування та функціонування автотрофної компоненти антропогенно створених водойм мають незаперечне теоретичне і прикладне значення для розробки принципів використання біопродукційного потенціалу штучних водних екосистем та питань біоіндикації, а також можуть слугувати науковою основою планування водогосподарських заходів, рекомендацій щодо рекреації [20].

Мета дослідження: встановити основні закономірності динаміки структурних і функціональних характеристик фітопланктону ставка Грабарка (м. Бердичів).

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

1)   дослідити таксономічний склад планктонних водоростей ставка Грабарка 1;

2)   представити флористичне зведення планктонних водоростей ставка Грабарка1;

3)      дати еколого-географічну характеристику фітопланктону ставка Грабарка 1;

)        встановити сезонну динаміку чисельності, біомаси водоростевих клітин;

)        зробити оцінку продукційно-деструкційних процесів ставка;

)        здійснити оцінку сучасного екологічного стану ставка Грабарка за індикаторними характеристиками водоростей.

Об’єкт дослідження: фітопланктон ставка Грабарка.

Предмет дослідження: структурні та функціональні характеристики фітопланктону ставка .

Методи дослідження: використано методи відбору і опрацювання альгологічних проб, визначення таксономічного складу водоростей. Проби відбирали та опрацьовували загальноприйнятими методами. Флористичний аналіз проведено з урахуванням останніх флористичних зведень.

Наукова новизна дослідження: полягає в тому, що вперше отримані дані щодо таксономічного складу водоростей планктону ставка Грабарка, його екологічної та біогеографічної характеристик, частоти трапляння, чисельності, біомаси, домінантного комплексу, первинної продукції фітопланктону, а також деструкції органічної речовини, а також просторової динаміки та часового розподілу цих показників. Визначено якість води та оцінено екологічний стан ставка за інтенсивністю видів-індикаторів певного чинника водного середовища.

Практичне значення дослідження: дані, які були отримані в результаті наших досліджень, є суттєвим доповненням щодо флори водоростей антропогенно створених водних об’єктів Полісся.

Проведено біоіндикаційний аналіз видового складу фітопланктону ставка.

Визначено якість води та оцінено екологічний стан ставка Грабарка за наявністю видів-індикаторів певного чинника водного середовища та за параметрами кількісного розвитку фітопланктону.

Апробація результатів:

Результати роботи доповідалися на засіданні кафедри ботаніки, біоресурсів та збереження біорізноманіття Житомирського державного університету імені Івана Франка (протокол № 13 від 20 травня 2015 року) та на засіданнях проблемної групи: «Структура та функціонування фітопланктону різнотипних водних об’єктів Полісся».

Структура та обсяг роботи:

Робота складається зі вступу, основної частини із 4 розділів, висновків, списку літератури, який містить 54 джерела, додатків, резюме. Повний обсяг роботи становить 67 сторінок. Текст проілюстрований 6 таблицями і 18 рисунками. Додатки розміщені на сторінках 61-66, містять 1 таблицю.

Результати роботи були оприлюднені на VІ-й науково-практичній Всеукраїнській конференції для молодих учених та студентів «Біологічні дослідження - 2013» (Житомир, 2015).

РОЗДІЛ 1. МЕТОДИ ТА МАТЕРІАЛИ ДОСЛІДЖЕННЯ

1.1 Об’єкт досліджень

Струмок Грабарка - це права притока річки Гнилоп’ять. На ньому розташовано три ставка: Грабарка 1 (рис.1.1.), Грабарка 2 (рис.1.2) і Грабарка 3 (рис.1.3).

Рис. 1.1 Ставок Грабарка 1

Рис.1.2 Ставок Грабарка 2

Рис.1.3 Ставок Грабарка 3

Всі три ставки є водоймами штучного походження, які знаходяться у південно-східній частині міста Бердичева (район цукрового заводу).

Із відкриттям у 1907 році на території Бердичева Цукрового комбінату гостро поставилося питання з його водопостачанням. Внаслідок цього на струмку Грабарка було створено три ставки, які довгий час знаходилися в підпорядкуванні ВАТ ”Бердичівського цукрорафінадного заводу”. Після занепаду і розпаду заводу ставки були передані у приватну власність. У даний час ставки є об'єктами водного господарства Бердичева і важливим об’єктом для рибництва.

Об'єктом нашого дослідження є саме ставок Грабарка 1 (рис.1.1, 1.4). Зліва водойму оточує паркова зона, ставок відділений греблею (мостом) через яку здійснюється рух автотранспорту через вулицю Червону.

Ставок Грабарка знаходиться в 3 км від центру міста. Його координати 49°54'0"N і 28°37'6"E. Площа водного дзеркала становить 4,51 га. Максимальна глибина ставка 1,8 м. Об'єм становить 8,1 тис. м³. Для нього характерна гідрофільна рослинність. Права частина території, що оточує ставок розорана і зайнята посівами сільськогосподарських культур. Схили піщані, слабко розсічені неглибокими ярами і, частіше, помірно круті, рідше пологі, висотою 5-15 м, місцями покриті чагарниками.

Рис. 1.4 Грабарка. Вигляд з Космосу

У даний час стічні води від житлового масиву та ТОВ «Бердичівський хлібозавод» неочищеними скидаються в струмок Грабарка (права притока р. Гнилоп’ять), в результаті чого відбувається забруднення прилеглої території, самого струмка та ставків, що може призвести до загострення санітарно-епідемічної ситуації у м. Бердичеві [2].

1.2 Методи досліджень

Матеріалом даної роботи слугували альгологічні проби фітопланктону, зібрані протягом 2012-2014 рр. (весна-осінь) для визначення його таксономічного складу. За період досліджень було відібрано і оброблено 42 альгологічних проб. Зібраний матеріал вивчався у фіксованому (40%-й розчин формаліну) стані. Для обліку чисельності водоростей застосовували камеру Нажотта об’ємом 0,025 см³ та світловий мікроскоп ОМО АУ-12 [25].

Визначення таксономічного складу водоростей проводили згідно вітчизняних та іноземних визначників, з урахуванням “Algae of Ukraine” 2006, 2009, 2011 рр. [28,29, 30].

Опрацювання масиву даних проведено у програмі Microsoft Excel 2007. Для характеристики стану планктонних угруповань водоростей використовували відношення числа видів до числа родів водоростей (родовий коефіцієнт) та відношення числа видів до числа внутрішньовидових таксонів. У залежності від кількості організмів прораховували або всю камеру, або частину її доріжок. Обов’язково робили повторні підрахунки не менше, ніж трьох крапель однієї проби. Визначення систематичного (видового) складу водоростей проводили згідно загальновідомих правил за традиційними в альгології вітчизняними визначниками та іноземними посібниками [8, 11, 12, 15-18, 26, 29, 36, 38, 39, 43-45] з урахуванням останніх флористичних зведень [49-51]. Для кількісного аналізу проводили розрахунок чисельності клітин на 1 дм³ води за формулою:

, де- кількість водоростей в 1 дм³ води досліджуваної водойми;- коефіцієнт, що показує у скільки разів об’єм використаної камери менше 1 см³;- кількість клітин водоростей, визначених на проглянутих доріжках лічильної камери;

А - кількість доріжок лічильної камери;

а - кількість доріжок, де виконувався підрахунок водоростей;- початковий об’єм відібраної проби (см³).- об’єм концентрованої проби (см³) .

Біомасу фітопланктону визначали лічильно-об’ємним методом, згідно якого біомасу кожного виду вираховували множенням його чисельності в кожній конкретній пробі на об’єм клітини. Середню чисельність та біомасу фітопланктону вираховували як середнє арифметичне для сезону, ділянки чи всієї річки.

Чисельність фітопланктону підраховано та представлено в тис. кл/дм³ або в млн. кл/дм³, біомасу - в г/м³.

Статистичну обробку отриманих даних проводили за стандартними методиками варіаційної статистики [Лакин, Шмидт].

Для оцінки інформаційного різноманіття (за біомасою та чисельністю) розраховували індекс Шеннона H:

 де

_i - оцінка «значимості» i-го виду, тобто чисельність або біомаса i-го виду;- загальна оцінка «значимості», тобто загальна чисельність або біомаса фітопланктону;- кількість видів та внутрішньовидових таксонів [].

Опрацювання масиву даних проведено у програмі Microsoft Excel 2002.

Частоту трапляння видів розраховували у процентах від загального числа проб за формулою:

= 100 ∙ p / P, де

- кількість проб, у яких знайдено даний таксон,- загальна кількість проб [10].

Також визначали індекс середньої частоти трапляння видів:

 де

_1… n_i - частота трапляння,- число таксонів [10].

Для встановлення ролі відділів у формуванні біологічного різноманіття в залежності від частоти трапляння видових та внутрішньовидових таксонів, які формують їх склад, визначали флористичний індекс F_sрp:

 де

_1… n_i - частота трапляння таксонів відділу,_1… n_j - частота трапляння усіх таксонів угруповання [10].

Домінуючими вважали види, біомаса яких дорівнювала або перевищувала 10% біомаси фітопланктону проби. В якості субдомінантів виділяли види, біомаса яких була не меншою 5% від загальної.

Біотопічну приуроченість та географічне поширення водоростей визначали згідно з прийнятою альгологами системою для континентальних водойм [3, 14, 33], галобність - за системою Кольбе [37], відношення до рН - за шкалою Хустедта в інтерпретації М.М. Давидової [9]. Індикаторна значущість видів-показників сапробності встановлена згідно [3, 41, 42] за методом Пантле-Букка в модифікації Складечека [53, 54].

Рис. 1.5 Ставок Грабарка 1 та станція відбору проб

Первинну продукцію фітопланктону та деструкцію органічної речовини визначали на горизонтах 0,05, 0,5 та 1 м загальноприйнятими методами [48]. Експозиція проб становила 1 добу.

1.3 Основні аспекти охорони праці при виконанні дипломної роботи

Під час виконання дипломної роботи були чітко засвоєні і дотримані вимоги інструкції з техніки безпеки. Інструкція включає наступні вимоги:

1.   Забороняється відкривати електрощиток і самостійно проводити будь-який ремонт електроприладів та електропроводки під час роботи в аудиторії. В разі виникнення проблем в роботі електромережі негайно повідомити керівника практики. Категорично забороняється при включенні електроприладів торкатись пальцями до металевих частин електровилок та гнізд розеток.

2.      У випадку виникнення незвичайної ситуації - ураження електричним струмом, потрібно прийняти відповідні міри і викликати лікаря.

.        Надання першої допомоги потерпілому залежить у більшості випадків від швидкості від’єднання його від елементів, що проводять струм (відключити елементи, які проводять струм від електромережі), і від швидкості виконання заходів штучного дихання.

4.   Під час надання першої допомоги необхідно:

а) звільнити потерпілого від одягу, що заважає йому;

б) забезпечити доступ свіжого повітря;

в) звільнити приміщення від сторонніх осіб;

г) швидко, не втрачаючи часу, відкрити рот потерпілому;

д) якщо язик глибоко запав, його треба витягнути його носовою хусточкою;

е) після цього потрібно провести штучне дихання, не припиняючи його до приходу лікаря.

5.   При роботі з концентрованими кислотами, лугами не слід відсмоктувати рідину в піпетку ротом - користуватися грушею або дозатором.

6.      Забороняється залишати включеними нагрівальні прилади після закінчення роботи.

7.   При виконанні практичної частини встановити бінокуляр штативом до себе на відстані 5-10 см від краю столу, предметним столиком від себе. В отвір предметного столика направляти дзеркалом світло. Помістити приготований препарат на предметний столик і закріпити предметне скло затискачами.

8.   Поставити в робоче положення об’єктив малого збільшення. Для цього повернути револьвер до тих пір, доки потрібний об’єктив не займе серединне положення по відношенню до тубуса і предметного столика. Коли об’єктив займе серединне положення, в револьвері відчувається легке клацання і об’єктив фіксується. Запам’ятайте, що вивчення будь-якого об’єкту починається з малого збільшення.

9.      Підняти за допомогою макрометричного гвинта об’єктив над столиком на висоту приблизно 0,5 см.

.        Дивлячись в окуляр, покрутити дзеркало в різних напрямках до тих пір, поки поле зору не буде освітлене яскраво і рівномірно.

.        Покладіть на предметний столик препарат так, щоб об’єкт знаходився в центрі отвору предметного столика.

.        Далі, під контролем зору, повільно опустіть тубус за допомогою макрометричного гвинта, щоб об’єктив знаходився на відстані 2 мм від препарату.

.        Дивіться в окуляр і, одночасно, повільно піднімайте тубус до тих пір, поки в полі зору не з’явиться зображення об’єкта.

.        Для того, щоб перейти до розгляду об’єкта при великому збільшенні мікроскопу, перш за все необхідно відцентрувати препарат, тобто розташувати об’єкт у центрі поля зору. Якщо об’єкт не буде центрований, то при великому збільшенні він може залишитися поза полем зору.

.        Рухаючи револьвер, переведіть у робоче положення об’єктив великого збільшення.

.        Опустіть тубус, під контролем ока (дивитися, як опускається тубус не в окуляр, а збоку), майже до зіткнення з препаратом.

.        Потім, дивлячись в окуляр, повільно піднімайте тубус, доки в полі зору не з’явиться зображення.

.        Для тонкого фокусування використовуйте мікрорметричний гвинт.

.        При роботі з бінокуляром робіть перерви при перевтомі зору.

.        Після роботи бінокуляр приберіть у футляр.

.        По завершенню роботи приберіть робоче місце.

РОЗДІЛ 2. ІСТОРІЯ ВИВЧЕННЯ ФІТОПЛАНКТОНУ АНТРОПОГЕННО СТВОРЕНИХ ВОДОЙМ

Дослідження різноманіття автотрофної компоненти антропогенно створених водойм мають незаперечне теоретичне і прикладне значення для розробки принципів використання біопродукційного потенціалу штучних водних екосистем та питань біоіндикації, а також можуть слугувати науковою основою планування водогосподарських заходів, рекомендацій щодо рекреації.

На сьогодні в літературі найбільш відомі дослідження альгофлори великих Дніпровських водосховищ [14, 21, 27]. Значно менше стосується дослідження малих та середніх водосховищ [9].

Дослідження фітопланктону антропогенно створених водойм:

Ретроспективний аналіз показав, що відомості щодо автотрофної компоненти водойм антропогенного походження є фрагментарними.

В.І. Щербаком у 2000 році було досліджено структурно-функціональну характеристику фітопланктону дніпровських водосховищ. Вперше було показано, що визначальним механізмом антропогенного евтрофування природно евтрофних лотичних систем є їхній перехід до лентичного типу, на відмінно від оліготрофних і мезотрофних екосистем, де головним чинником антропогенного евтрофування виступає збільшення біогенного навантаження. Було експериментально встановлено, що фітопланктон, формуючи разом із бактеріопланктоном основну частку автохтонної органічної речовини, спроможний через трофічні ланцюги забезпечити життєдіяльність гідробіонтів вищих трофічних рівнів. В умовах існуючої еколого-токсикологічної ситуації в Запорізькому і Каховському водоймищах реєструвалися локальні зміни структури водоростевих угрупувань: зменшення їх різноманітності, зниження кількісного розвитку та інтенсивності первинного продукування. Автор встановив, що стабільний розвиток фітопланктону обумовлений зниженням масового розвитку синьозелених водоростей («цвітіння води»). Було встановлено, що токсичне забруднення водоймищ великими промисловими комплексами (містами) локально знижує біопродукційний потенціая окремих ділянок водоймищ - від евтрофного до мезотрофного типу [27].

У 2003 році Н.В. Майстровою було дослідженно суксецію фітопланктону Канівського водосховища. На основі оригінальних матеріалів було дано характеристику сучасного етапу суксеції фітопланктону Канівського водосховища. Дослідження видового багатства фітопланктону Канівського водосховища дозволило розширити опублікований систематичний список водоростей та знайти нові для Канівського водосховища та Дніпра таксони, які поповнюють дані про флору прісноводних водойм України. Було встановлено закономірності просторово-часової динаміки видового різноманіття, кількісних показників, продукції та деструкції органічних речовин, визначено їхню роль у самоочищенні води й оцінено вплив приток на формування цих показників.

Досліджено вплив пріоритетних чинників на суксесію фітопланктону та її порушення, що виникають під впливом конкретних антропогенних чинників. Фітопланктон сучасного етапу суксеції представлено 518 видами, які належать до 8 відділів, 14 класів, 37 родин та 166 родів водоростей. Із них 196 видів виявлено у Канівському водосховищі вперше [14].

У м. Києві 26.07.2003 дослідниками було вивчено оз. Підбірне, де було виявлено скупчення нитчастих водоростей Spirogyra maxima f. Woronoichinia біля берега та Oedogonium sp. st., Tribonema viride. [12].

А.А. Орловим 10.07.2004 на ставку біля с.м.т. Ємільчено було масово зібрано Chara delicatula [12].

Особливості таксономічного складу верхніх на нижніх б’єфів водосховищ р. Тетерів розглянуто Ю.С. Шелюк [26] на прикладі вегетаційного сезону 2004 р.

Авторка зазначила, що число видів і внутрішньовидових таксонів у нижніх і верхніх б’єфах водосховищ помітно відрізнялися. У більшості випадків видове різноманіття фітопланктону верхніх б’єфів вище у порівнянні з нижніми. Так, у верхніх б’єфах тетерівських водосховищ упродовж досліджуваних сезонів було визначено 161 вид (186 внутрішньовидових таксонів), що належать до 88 родів. Флористичне багатство водоростей нижніх б’єфів було представлено 144 видами (156 внутрішньовидовими таксонами), які належать до 83 родів.

Число видів і внутрішньовидових таксонів у нижніх і верхніх б’єфах водосховищ помітно відрізнялися. У більшості випадків видове різноманіття фітопланктону верхніх б’єфів вище у порівнянні з нижніми. Так, у верхніх б’єфах тетерівських водосховищ упродовж досліджуваних сезонів було визначено 161 вид (186 внутрішньовидових таксонів), що належать до 88 родів. Флористичне багатство водоростей нижніх б’єфів було представлено 144 видами (156 внутрішньовидовими таксонами), які належать до 83 родів. Аналіз таксономічного складу водоростей верхніх та нижніх б’єфів тетерівських водосховищ на перший погляд вказує на відсутність між ними суттєвих відмінностей, оскільки кількість класів та порядків у верхніх та нижніх б’єфах не відрізняється. Їх фітопланктон зелено - діатомово - синьозелений з помітною часткою евгленових водоростей. Проте, ретельний аналіз свідчить, що ці відмінності є і вони досить вагомі. Відмінності у таксономічному різноманітті водоростевих угруповань планктону чітко проявляються на рівні родів, видів та внутрішньовидових таксонів. У верхніх б’єфах помітніша роль евгленових та динофітових водоростей, а саме Trachelomonas volvocina, T. hispida, T. planctonica, Euglena oxyuris Schmarda, Phacus longicauda (Ehr.) Duj., Peridinium cinctum, P. aciculiferum, які входять до складу домінуючого комплексу. Вище видове та внутрішньовидове різноманіття фітопланктону верхніх б’єфів водосховищ у порівнянні з нижніми, очевидно, пов’язане із специфікою їх гідрологічних характеристик. Верхні частини водосховищ Ю.С. Шелюк розглядає як річкові ділянки, а пригреблеві, з їх великими глибинами, - як озерні. З верхніх частин водосховищ у верхні б’єфи виносяться річкові види, водночас існуючий озерний режим у пригреблевих ділянках сприяє розвитку лімнопланктону. Фактично, у верхніх б’єфах утворюється екотонна зона, де створюються оптимальні умови для вегетації як лімнофільного, так і річкового фітопланктону [26].

року Н.Є. Семенюк було проведено дослідження фітопланктону різнотипних водойм міста Києва. У фітопланктоні досліджених водойм було виявлено 554 види, представлені 594 внутрішньовидовими таксонами, що належать до 169 родів, 36 порядків, 16 класів і 8 відділів, з яких найбільшим багатством відрізнялися Chlorophyta, Bacillariophyta, Euglenophyta. Знайдено три види і один різновид водоростей, нових для флори України. Кластериний аналіз подібності видового складу фітопланктону і флористичної структури фітопланктону показав, що групування у кластери водойм відбувається не залежно від їх походження, а визначалося ступенем антропогенного впливу. Було встановлено, що незалежно від походження водойм встановлено зниження структурних показників фітопланктону, зумовлене збільшенням впливу на них антропогенного чинника. Дослідницею було встановлено основні закономірності, які характеризують розвиток фітопланктону в різнотипних водоймах мегаполісу за таксономічним багатством, індексом Шеннона, чисельністю, біомасою, вмістом хлорофілу а, сапробіологічною характеристикою якості води, їх просторово - часовою динамікою [26].

У 2009-2012 роках молодими науковцями Житомирського державного університету імені Івана Франка було проведено дослідження Богунського, Сонячне, Селецького і Слобідського кар’єрів міста Житомира.

У планктоні Богунського ними було виявлено 117 видів водоростей, представлених 125 внутрішньовидовими таксонами, враховуючи ті, що містять номенклатурний тип виду, з 7 відділів: Cyanoprocaryota, Euglenophyta, Chrysophyta, Bacillariophyta, Dinophyta, Chlorophyta та Streptophyta. Найбільшою рясністю характеризувався склад водоростей із відділу Chlorophyta (частка зелених водоростей склала 35% від загального числа видових та внутрішньовидових таксонів); далі йдуть Bacillariophyta (32%). У флористичному спектрі фітопланктону Богунського кар’єру частка відділу Cyanoprocaryota становила близько 15%, Streptophyta - 8, Euglenophyta - 4 та Dinophyta і Chrysophyta - по 3% відповідно.

Із Chlorophyta найвищим видовим різноманіттям характеризувався клас Chlorophyceae - 36 видів, різновидів та форм, що складає 82% від загального видового та внутрішньовидового різноманіття зелених водоростей, Trebouxiophyceae налічує 6 видів та внутрішньовидових таксонів (майже 14%), Ulvophyceae - 2 (4%). На рівні порядків домінували Sphaeropleales - 27 (27) (61%), Chlorellales був представлений 6 видовими та внутрішньовидовими таксонами (14%). Провідними родинами були Scenedesmaceae - 9 різновидів та форм водоростей (20%), Hydrodictyaceae, Selenastraceae та Chlorellaceae - по 4 видових і внутрішньовидових таксони (9%).

У відділі Bacillariophyta домінував клас Bacillariophyсеае, який нараховував 24 види (25 в.в.т.) - 64%, Fragilariophyceae і Coscinodiscophyceae - по 7 (7) - 18% від загального числа таксонів рангом нижче роду діатомових водоростей. Найбільшим числом видів та внутрішньовидових таксонів були представлені порядки Naviculales - 8 (8) - 21%, Fragilariales - 7 (7) -18%, Bacillariales - 6 (6) - 15%, Cymbellales - 3 (3) - 8%. На рівні родин із найбільшою рясністю були представлені Bacillariaceae - 6 (6) - 15%, Naviculaceae - 5 (5) - 13%, Fragilariaceae - 4 (4) - 10%.

Із Cyanoprocaryota найвищим видовим різноманіттям характеризувався клас Cyanophyceae - 12 видів (15 в.в.т.), що складає 83% від загального видового та внутрішньовидового різноманіття синьозелених водоростей, представлений одним порядком Chroococcales. Провідними родинами були Microcystaceae - 6 (8) (44%), Merismopediaceae - 4 (5) - 28%. У результаті рангової оцінки родового складу водоростей планктонних угруповань виявили 5 провідних за таксономічною значимістю родів: Navicula Bory, Nitzschia Hass., Trachelomonas Ehr., Microcystis Kütz. Ex Lemmerm., Amphora Ehr., які склали майже 19% усього видового і внутрішньовидового різноманіття фітопланктону Богунського кар’єру. Більшості родів водоростей кар’єру властива низька представленість. Середня наповненість роду становить 1,5, переважна більшість родів (90%) має лише 1-2 види, але саме вони формують різноманіття фітопланктону водойми.

Фітопланктон кар’єру Сонячне формували 159 видів водоростей (169 в.в.т.). На відміну від Богунського кар’єру, в ньому домінували діатомові водорості (38%), частка зелених сягала 33%, синьозелених - майже 12%, стрептофітових - 6%, евгленових 5%, динофітових - 3%, золотистих - 2%.

У відділі Bacillariophyta домінував клас Bacillariophyсеае, який нараховував 46 видів (47 в.в.т.) - 71%, Fragilariophyceae і Coscinodiscophyceae - по 17 та 11% від загального числа видових і внутрішньовидових таксонів діатомових водоростей. Найбільшим числом видів та внутрішньовидових таксонів були представлені порядки Naviculales - 17 (17) , Fragilariales та Cymbellales - по 9 (9), Bacillariales - 8 (8). На рівні родин із найбільшою рясністю були представлені Naviculaceae - 11 (11), Bacillariaceae - 8 (8), Fragilariaceae та Cymbellaceae - 7 (7).

Із Chlorophyta найбільшу флористичну значимість мав клас Chlorophyceae - 41 вид (42 в.в.т.), що складає 76% від загального видового і внутрішньовидового різноманіття зелених водоростей, частка Trebouxiophyceae та Ulvophyceae була незначною 15 і 9% відповідно. На рівні порядків, як і в Богунському кар’єрі, домінував Sphaeropleales - 31 (32) (58%). Провідними родинами були Scenedesmaceae - 9 (9) - 16%, Hydrodictyaceae та Selenastraceae - по 6 таксонів рангом нижче роду (11%).

Основна частка Cyanoprocaryota припадає на клас Cyanophyceae - 15 видів (17 в.в.т.), що складає 81% від загального видового та внутрішньовидового різноманіття синьозелених водоростей, він представлений одним порядком Chroococcales. Провідними родинами були Microcystaceae та Merismopediaceae - по 6 видів (7 в.в.т.) - майже по 33%.

Серед родів відмічаємо Navicula, Nitzschia, Ulothrix Kütz., Amphora, Trachelomonas, які мали пріоритет у видовому багатстві озера і склали майже 19% усього видового і внутрішньовидового різноманіття його фітопланктону. Також відмічено переважання маловидових родів - 81% має лише 1-2 види.

Найбільшу частоту трапляння мали види: Cyclotella kuetzingiana (86%), Stephanodiscus hantzschii (48%), Chrysococcus rufescens (41%), Carteria radiosa Korsch. (36%), Sellaphora pupula (Kütz.) (21% проб).

За період дослідження у фітопланктоні Слобідського кар’єру було ідентифіковано 104 види водоростей, представлених 115 внутрішньовидовими таксонами, включно з тими, що містять номенклатурний тип виду, з 6 відділів.

У флористичному відношенні найбагатшими у Слобідському кар’єрі автори відзначили відділи зелених, діатомових та евгленових водоростей - 36, 31 і 14% від загальної кількості таксонів рангом нижче роду. Менш значимими були синьозелені та стрептофітові - 9 і 8%. Роль інших відділів незначна, їх кількість у флористичному багатстві водоростей кар’єру коливалася в межах 2-3%.

За відносними показниками різноманіття на рівні класів провідним у відділі Chlorophyta був Chlorophyceae - 29 видів (31 в.в.т.), що складає 78% від загального видового і внутрішньовидового різноманіття зелених водоростей. На рівні порядків домінував Sphaeropleales - 31 (32) (58%). Провідними родинами були Scenedesmaceae - 9 (9) - 16%, Hydrodictyaceae та Selenastraceae - по 6 таксонів рангом нижче роду (11%).

У відділі Bacillariophyta домінував клас Bacillariophyceae 18 (23) 66%. На рівні порядків флористичне різноманіття діатомових у найбільшій мірі формували Fragilariales 7 (8), Naviculales - 6 (8) та Bacillariales - 5 (8), що становить по 23% від загального числа таксонів рангом нижче роду діатомових водоростей. Провідні родини - Bacillariaceae - 5 (8) та Fragilariaceae - 6 (7).

Відділ Euglenophyta був представлений одним класом Euglenophyceae, єдиним порядком Euglenales та однією родиною Euglenaceae.

У результаті рангової оцінки родового складу водоростей планктонних угруповань кар’єру виявили 9 провідних за таксономічною значимістю родів, із них Trachelomonas і Nitzschia склали 19% усього видового і внутрішньовидового різноманіття фітопланктону кар’єру Слобідський, Desmodesmus (Chod.) An, Friedl et Hegew. - 5%, Synedra Ehr., Closterium Nitzsch., Tetraedron Kütz. - трохи більше 3%. При цьому більшість родів (85%) були представлені лише 1-2 видами водоростей.

Найбільшу частоту трапляння мали Cyclotella kuetzingiana (85%), Chlamydomonas monadina (Ehr.) F. Stein (39%), Nitzchia linearis var. tenuis (W. Sm.) (37%).

Фітопланктон Селецького кар’єру, як указували автори, формували 71 вид водоростей (81 в.в.т). Для цього кар’єру властиві такі пропорції таксономічного різноманіття: домінували діатомові (36%), зелені (32%) та евгленові (12%) водорості.

Найбільш таксономічно значимим класом серед діатомових авторами були зазначені Bacillariophyceae 13 (17) 59% загального числа різновидів та форм діатомових водоростей. Ранговий розподіл таксономічно значимих порядків відділу дозволив виділити 2: Fragilariales - 7 (8) і Bacillariales - 4 (7). Провідними родинами були Fragilariaceae - 6 (7) і Bacillariaceae - 4 (7) .

Найбільш істотну частку зелених водоростей на рівні класів формував Chlorophyceae - 20 видів (22 в.в.т.), що складає 85% від загального видового і внутрішньовидового різноманіття Chlorophyta. На рівні порядків домінував Sphaeropleales - 14 (16) (62%). Провідними родинами були Scenedesmaceae - 6 (8) - 31% та Chlamydomonadaceae - 5 (5) - 19%.

Для Euglenophyta дослідниками встановлені ті ж самі пропорції таксономічного різноманіття на рівні класів, порядків та родин, які властиві й піщаному кар’єру - Слобідському: усі представники належать до однієї родини, порядку та класу. Серед родів відзначаємо Trachelomonas (13%), Nitzschia (9%), Desmodesmus (6%) і Synedra (5%), які мають пріоритет у видовому багатстві фітопланктону кар’єру. 86% родів мали лише 1-2 види.

За аналізом списків водоростей кар’єрів м. Житомира встановлено, що в них, незалежно від походження, переважають види-космополіти (84-95% загальної кількості видів, для яких визначено поширення). Проте досить помітною була частка бореальних видових і внутрішньовидових таксонів (3-6%). Види з альпійським ареалом виявлені лише в гранітних кар’єрах (по 2%). Також у них ідентифіковано форми, маловивчені у географічному відношенні (6-7%). Північно-альпійські та субтропічні форми ідентифіковано в кар’єрі Сонячному - відповідно 3 і 1%.

Щодо біотопічної приуроченості, то у фітопланктоні водойм антропогенного походження переважали планктонні форми (50-71%). Найбільша їх частка відмічена у Слобідському кар’єрі. На літоральні форми у піщаних кар’єрах припадало 14-23%, у гранітних - 14-18%, на бентосні - 6-7%, що відображає специфіку досліджуваних водойм.

За відношенням до солоності води в альгофлорі кар’єрів домінували види-індиференти (74-78%).

За відношенням до рН у Богунському та Селецькому кар’єрах домінували види-індиференти, а у Слобідському і Сонячному - алкафіли з алкабіонтами. У силікатних кар’єрах фіксували досить помітну частку ацидофілів із ацидобіонтами.

За сапробіологічними показниками водоростей-індикаторів різних типів забруднюючих речовин, що дозволяють характеризувати якість водного середовища та інтегровано оцінити екологічний стан водних екосистем, досліджувані водойми антропогенного походження є β'-мезосапробними (категорія якості вод - «досить чисті»). Індекси сапробності в гранітних кар’єрах становили 1,7, а в піщаних - 1,8.

Середні показники чисельності фітопланктону у Богунському кар’єрі сягали 1,75±0,38 млн. кл/дм³, біомаси - 1,51±0,16 г/м³, у кар’єрі Сонячному - відповідно 1,46±0,22 і 0,80±0,11, у Слобідському - 1,33±0,37 і 1,33±0,17 і в Селецькому - 1,52±0,36 і 1,17±0,25. Спільною особливістю досліджуваних водойм було щорічне зростання біомаси літнього фітопланктону, лише в Богунському кар’єрі відмічали вищі показники біомаси навесні 2009 р. при порівняно невеликій чисельності водоростевих клітин, що пояснюється переважанням у цей період крупноклітинних діатомових. Максимальні значення чисельності водоростевих клітин у гранітних кар’єрах фіксували також у літній період, а в піщаних - в осінній.

Отримані дані дозволили Ю.С. Шелюк стверджувати, що сучасний етап сукцесії автотрофної компоненти штучно створених водойм визначається різноманіттям фітопланктону з домінуванням зелених, діатомових, синьозелених і евгленових водоростей. Саме ці відділи є структуроутворюючими у формуванні біомаси водоростевих планктонних угруповань. У піщаних кар’єрах відмічали вищу частку евгленових у формуванні біомаси у порівнянні з гранітними, що, ймовірно, є результатом органічного забруднення цих водойм.

Досліджуваним водоймам властива досить висока продуктивність, яка обумовлена не лише інтенсивною вегетацією водоростевих клітин, а й достатньою забезпеченістю водоростей біогенним живленням (у бувших затоплених кар’єрах, особливо у піщаних, відмічали значний уміст мінеральних форм азоту, особливо нітратної, що була в межах 3,3-8,6 мг/дм³).

Авторкою встановлено, що показник А_max/∑А (відношення продукції на оптимальній глибині до інтегральної під 1 м² продукції (∑А), яке характеризує оптичні властивості води) у досліджуваних водоймах змінювався від 0,40 до 0,94, досягаючи найбільших значень у травні. Відповідно, у зоні оптимального фотосинтезу у гранітних кар’єрах у середньому синтезувалося 62-63%, а в піщаних 66-75% сумарної органічної речовини. Порівняння цих показників з умовною прозорістю води досліджуваних водойм указує на тенденцію зростання відношення А_max/∑А зі зменшенням прозорості.

Зміни продукції і деструкції органічної речовини в сезонному аспекті у штучно створених водоймах були наступними. Весною, з активізацією розвитку фітопланктону, відбувалося зростання первинної продукції, проте, її весняний максимум фіксували лише в травні. У березні - на початку квітня деструкційні процеси переважали над продукцією, весняний максимум деструкції спостерігали у кінці березня, після чого інтенсивність деструкційних процесів трохи зменшилася. При цьому подальше зниження деструкції відбувалося нерівномірно, періодично спостерігалася незначна інтенсифікація деструкційних процесів. Упродовж літа та до середини осені переважно фіксували досить високі показники первинної продукції, після осіннього їх максимума, що відмічали у гранітних кар’єрах на початку, а в піщаних - у кінці жовтня, інтенсивність продукційних процесів знижувалася в часі, досягаючи мінімальних значень у середині листопада. Осінній максимум деструкції відмічали наприкінці жовтня - на початку листопада.

Аналіз інтенсивності продукційно-деструкційних процесів показав, що у кар’єрах відношення А/R коливалося в широких межах. У часовому розподілі на поверхневих горизонтах A<R у березні та в кінці листопада, коли інтенсивність первинної продукції низька; упродовж вегетаційного сезону із середини квітня до кінця осені переважно A>R. У просторовому розподілі співвідношення А/R знижувалося зі збільшенням глибини.

У кар’єрах переважав позитивний баланс органічної речовини, що вказує на автотрофну направленість метаболізму їх екосистем (середнє значення ∑A/∑R, розраховане для Богунського кар’єру, склало 2,39±0,08, Сонячного 1,85±0,11, Слобідського 1,58±0,08, Селецького 1,10±0,07). Переважання деструкційного процесу над продукційним спостерігалося в періоди сезонної депресії, а також ранньою весною та пізньою осінню.

Дослідницею встановлено, що в штучно створених водоймах, які утворилися з кар’єрів по видобутку природних копалин, не залежно від їхнього типу, інтенсивно протікають піонерні сукцесії автотрофної ланки.

Основний механізм піонерної сукцесії автотрофної компоненти визначається різноманіттям фітопланктону з домінуванням зелених, діатомових, синьозелених і евгленових водоростей. Вища частка евгленових у формуванні біомаси планктонних водоростевих комплексів піщаних кар’єрів, ймовірно, є результатом органічного забруднення цих водойм.

Ю.С. Шелюк стверджує, що сукцесії водоростевих угруповань є основою природного відновлення (рекультивації) антропогенно порушеного довкілля в Українському Центральному Поліссі.

Попри згадані літературні відомості щодо автотрофної компоненти водойм антропогенного походження, не дивлячись на їх значну кількість та можливість використання вод для господарських потреб, вони парадоксально залишаються маловивченими.

таксономічний водоростевий планктонний ставок

Розділ 3. Різноманіття фітопланктону ставка Грабарка

Фітопланктон - це мікроскопічні водорості, які складають основу харчового ланцюжка водойми і мають величезний вплив на клімат Землі. Крихітні одноклітинні водорості поглинають близько 45 млрд. тонн вуглекислого газу щорічно і забезпечують половину обсягу кисню для планети.

Він є основою біорізноманіття водних екосистем,оскільки може продукувати автохтонну органічну речовину і насичує водну товщу розчиненим киснем [17].

Вивчення структури фітопланктону дозволяє оцінити екологічний стан водойми, виявити вплив на неї різних екологічних чинників, у тому числі і антропогенного походження.

Фітопланктон представлений водоростями різних систематичних груп. Розрізняють фітопланктон морів, солонуватих і прісних вод. Морський фітопланктон складається переважно з діатомових, динофітових, криптофітових та інших водоростей. Вони населяють товщу морської води до глибин 50-100 м. Саме на такі глибини проникає сонячна радіація, і в автотрофних організмах тут можуть протікати процеси фотосинтезу.

У прісноводному фітопланктоні основними компонентами є діатомові, синьозелені та зелені водорості. До його складу входять також представники золотистих, евгленофітових, динофітових, жовтозелених та інших відділів водоростей. Він поширений до глибин 20-40 м. На формування фітопланктону істотно впливає гідрологічний і гідрохімічний режими водних об'єктів, освітленість води та інші чинники [15].

Фітопланктон відіграє важливу роль у формуванні якості води і біопродуктивності водойм. Він є джерелом утворення первинної продукції та внутрішньоводоймного поповнення розчиненого кисню. При масовому розвитку фітопланктону («цвітінні» води) після його відмирання може різко погіршуватися якість води. Представники фітопланктону є індикаторами (показниками) при екологічній оцінці якості води.

На теперішній час водоростям відводять важливу роль у вирішенні ряду глобальних проблем, що хвилюють все людство. Їм належить основна роль в утворенні вільного кисню і органічних речовин у воді; беручи участь в процесах кругообігу речовин в природі, вони є активними агентами самоочищення водоймищ, очищають середовище від радіоізотопів, солей важких металів; важлива роль водоростей в якості індикаторних організмів при розробці методів екологічного моніторингу.

Водорості, будучи автотрофами, складають основу трофічної піраміди у водних екосистемах і, отже, першими беруть участь в утилізації трофічного базису екосистеми, споживаючи для побудови органічної речовини біогенні сполуки нітрогену і фосфору.

Зміна чисельності і видового складу фітопланктону при зміні трофічної бази в просторі і в часі - використовуються при інтегральній оцінці результатів природних і антропогенних процесів, що протікають у водних екосистемах [15].

Збереження природних біотопів у межах міста, зокрема водойм з усім біорізноманіттям, є актуальним і має важливе природоохоронне значення [7].

3.1 Таксономічна структура водоростевих угруповань ставка Грабарка

Видовий склад водоростей є чутливим індикатором умов існування, який відображає особливості генезису, ступінь антропогенного впливу та рівень продуктивності водойм різного типу [10].

За час досліджень у планктоні ставка Грабарка виявлено 84 види водоростей, представлених 90 внутрішньовидовими таксонами, включно з тими, що містять номенклатурний тип виду з 9 відділів: Chlorophyta - 37 видів, представлених 38 внутрішньовидовими таксонами включно з номенклатурним типом виду - 44% від їх загального числа, Bacillariophyta - 14 (14) - 16%, Euglenophyta - 10 (13) - 11%, Cyanoprokaryota - 8 (8) - 9%, Chrysophyta - 6 (7) - 7%, Dinophyta - 6 (6) - 7%, Streptophyta -1(2) - 2%, Cryptophyta і Xanthophyta - 1 (1) - по 2% відповідно (табл. 3.1).

Таблиця 3.1

Таксономічний спектр водоростевих угруповань планктону ставка Грабарка (2012-2014 рр.)

Примітка. В.в.т. - внутрішньовидовий таксон включно з номенклатурним типом виду.

Найвищим видовим різноманіттям характеризувалися класи Chlorophyceae - 27 видів і 28 внутрішньовидових токсинів, що становлять 32% загального видового та внутрішньовидового різноманіття водоростей, Euglenophyceae - 10 видів (13 в.в.т.), (12%), Trebouxiophyceae - 9 видів (9 в.в.т.), (11%).

На рівні порядків домінували Sphaeropleales - 18 видів (18 в.в.т.), (21%), Euglenales - 10 видів (10 в.в.т.), (12%), Chlamydomonales і Сhlorellales - 9 видів (9 в.в.т.), (11%).

Провідними родинами були Euglenaceae - 10 видів (10 в.в.т.), (12%), Chlamydomonadaceae і Scenedesmaceae - 9 видів (9 в.в.т.) по 11%, Glenodiniaceae - 6 видів (6 в.в.т.), (7%).

У результаті рангової оцінки родового складу водоростей планктонних угруповань виявили 18 провідних за таксономічною значимістю родів із них Trachelomonas Ehr., Chlamydomomas Snow. склали 12% усього видового і внутрішньовидового різноманіття фітопланктону ставка Грабарка, Oscillatoria Ag., Synedra Küts., Monoraphidium Korsch., Coelastrum Nag. - 3,6%, Phacus Pochm., Pseudokephyrion N.G.G.Schmid, Cyclotella Kütz., Ninzchia Hantzsch, Glenodinium Bourr., Peridiniopsis Bourr., Peridinium Lemm., Phacotus Korsch., Tetraedron Hansg., Acutodesmus Kutz., Crucigeniella Korsch., Oocystis Lagerh становлять по 2,8% від загальної кількості (табл. 3.2.).

Таблиця 3.2

Рангова оцінка родового складу фітопланктону ставка Грабарка (2012-2014 рр.)

Більшості родів водоростей ставка властива низька представленість (1,2%).

Найбільшим числом видів і внутрішньовидових таксонів у відділі Chlorophyta характеризувався клас Chlorophyceae, який нараховував 27 видів, представлених 28 внутрішньовидовими таксонами включно з номенклатурним типом виду - 73% від їх загального числа, клас Trebouxiophyceae був представлений 9 видами (9 в.в.т.) - 24%, Ulvophyceae - 1 (1) - 3%.

У відділі Bacillariophyta домінував клас Bacillariophyсеае, який нараховував 6 видів (6 внутрішньовидових таксонів) - 42 %, Coscinodiscophyceae, Fragilariophyceae - по 4 (4) - 29% від загального числа таксонів рангом нижче роду діатомових водоростей.

Euglenophyta були представлені лише одним класом Euglenophyceae.

У відділі Cyanoprokarуota домінував клас Hormogoniophyceae, який нараховував 5 видів (5 внутрішньовидових таксонів) - 62%, Cyanophyceae - 3 (3) - 38% від загального числа ціанофіт.

Отже, за числом видів та внутрішньовидових таксонів, а також складом провідних родів фітопланктон ставка характеризується як зелено-діатомово-евгленово-синьозелений (рис. 3.1).

Рис. 3.1 Співвідношення відділів у флористичному спектрі ставка Грабарка

Родовий коефіцієнт, розрахований для фітопланктону ставка Грабарка, сягає 1,4 (див. табл. 3.1). Порівняння значень родового коефіцієнта, розрахованого для різних відділів водоростей, вказує на найбільше насичення родів видами та внутрішньовидовими таксонами у відділів Euglenophyta, Dinophyta, Chlorophyta та Bacillariophyta , Cyanoproкarуota. Нижчі значення родового коефіцієнта у Chrysophyta та Cryptophyta, Xanthophyta і Streptophyta можна пояснити переважанням маловидових родів.

Пропорція флор становить: 1:1, 8:2, 6:2,8.

Графік (Рис. 3.2), що ілюструє залежність Вілліса для фітопланктону річки Зелена показує, що крива розподілу знайдених видів серед родів має незначне відхилення від до гіперболи. Проте дані є статистично достовірними, про що свідчить наведене рівняння з високим значенням коефіцієнта апроксимації.

Рис. 3.2 Залежність Вілліса для альгофлори ставка Грабарка

У сезонному аспекті розподіл водоростей був наступним: максимальне різноманіття зареєстровано у літній та осінній періоди, мінімальне - у весняний та зимовий періоди (табл. 3.3).

Таблиця 3.3

Сезонна динаміка (видове та внутрішньовидове різноманіття) фітопланктону ст. Грабарка (літо 2012 р. - весна 2014 р.)

Весною у фітопланктоні ставка ідентифіковано 40 видів, представлених 45 внутрішньовидовими таксонами. У цей період водоростеві угруповання формували водорості з 7 відділів: Chlorophyta - 17 видів (19), Bacillariophyta - 9 видів (9), Euglenophyta - 5 видів (6), Chrysophyta - 3 (4), ), Dinophyta - 3 (3), Cyanoproкarуota -2 види (2), Streptophyta - 1 (2) відповідно (рис. 3.3).

Рис. 3.3 Таксономічний склад весняного фітопланктону ставка Грабарка

Влітку у фітопланктоні річки ідентифіковано 57 видів, представлених 60 внутрішньовидовими таксонами включно з номенклатурним типом видів. У цей період водоростеві угруповання формували водорості з 5 відділів: Chlorophyta - 27 видовів і 28 (в.в.т.), Bacillariophyta - 10 видів (10), Euglenophyta - 6 видів (8), Cyanoprokaryotа - 6(6), Dinophyta - 4(4), Chrysophyta - 3 (3), Xanthophyta - 1(1) відповідно (рис. 3.4).

Рис. 3.4 Таксономічний склад літнього фітопланктону с. Грабарка

В осінній період визначено 45 видів (46 внутрішньовидових таксонів включно з номенклатурним типом виду) з відділів: Chlorophyta - 21(21), Bacillariophyta - 10(10), Euglenophyta - 5(6), Cyanoprokaryotа - 5(5), Chrysophyta - 2(2), Dinophyta - 1(1), Cryptophyta - 1(1) (рис. 3.5).

Рис. 3.5 Таксономічний склад осіннього фітопланктону с. Грабарка

Узимку у фітопланктоні ставка ідентифіковано 5 види, представлених 5 внутрішньовидовими таксонами: Bacillariophyta і Chlorophyta - 2 (2), Euglenophyta - 1 вид (1) (рис. 3.6).

Рис. 3.6 Таксономічний склад зимнього фітопланктону с. Грабарка

В усі сезони провідна роль у формуванні видового та внутрішньовидового різноманіття належала відділам Chlorophyta, Bacillariophyta та Euglenophyta.

Уперше для Українського Полісся у ставку ідентифіковано 9 видів водоростей: Pseudokephyrion latum N.G.G. Schmid, Pseudokephyrion ovum N.G.G. Schmid, Synedra famelica Küts, Peridiniopsis balticum (Levander), Cryptomonas pseudolobata H.Ettl., Elakatotrix acuta Pasch., Chlamydomonas monadina var. Charkowiensis Korsch., Chlamydomonas parallelistriata Korsch., Chloromonas reticulata Gorozh.

Таблиця 3.4

Сучасний стан фітопланктону ставка Грабарка

3.2 Частота трапляння фітопланктону ставка

Роль різних відділів у формуванні різноманіття фітопланктону в залежності від частоти трапляння видових та внутрішньовидових таксонів, що формують їх склад (за величиною флористичного індексу F_sрp), вивчали на прикладі результатів експедиційних досліджень 2012-2014рр.

До отриманих нами даних щодо частоти трапляння видових і внутрішньовидових таксонів була зроблена спроба застосувати закон Раункієра. Згідно цього закону, при розподілі угруповання на класи з різною частотою трапляння таксонів (А - 0-20%, В - 21-40%, С - 41-60%, Д - 61-80%, Е - 81-100%) число таксонів у класі А повинно бути більше, ніж у класі В; у класі В більше, ніж у класі С; у класі С більше, ніж у класі Д, а в класі Д менше, ніж у класі Е [6, 14] (табл. 3.5.).

Таблиця 3.5

Розподіл числа видових та внутрішньовидових таксонів ст. Грабарка за результатами досліджень 2012-2014 рр.)

Різні відділи водоростей із близьким числом видів, але з різною частотою трапляння, очевидно, відіграють неоднакову роль у формуванні видового різноманіття, що не може відобразити типовий флористичний список, який не містить відомостей про частоту трапляння. При застосуванні даних щодо частоти трапляння видів, зокрема флористичного індексу F_sрp, репрезентативність опису водоростевих угруповань зростає, особливо зважаючи на те, що флористичний індекс фітопланктону - значно стійкіший у часі показник у порівнянні з іншими характеристиками різноманіття альгоценозів, такими як видове (таксономічне) різноманіття [8].

За величиною флористичного індексу F_sрp домінували зелені, евгленові, діатомові та синьозелені водорості (ці відділи характеризуються і найбільшою кількістю видових та внутрішньовидових таксонів) ( табл. 3.6).

Таблиця 3.6

Число видових і внутрішньовидових таксонів, їх флористичний індекс F_sрp та середня частота трапляння (%) (за результатами досліджень 2012-2014 рр.)

Найбільшу частоту трапляння мали Chlamydomomas globosa Snow (92,9%), Trachelomonas volvocina Ehr. (78,6%), Desmodesmus armatua (Chod) Hegew. (28,6%), Phacotus coccifer Korsch. (26,2%) та Stephanodiscus Hantzschii Grun. (23,8%).

3.3 Еколого-географічна характеристика фітопланктону та оцінка якості води

У структурі фітопланктону ставка Грабарка провідна роль належала планктонним формам, які представленні 29 видами ( 31 в.в.т.), що становлять 46% і планктонно-бентосним - 27 видів (27 в.в.т.) (40%) видів водоростей. Частка бентос них - 7 видів (7 в.в.т.) і ґрунтових форм - 2 види (2 в.в.т.) була незначною (відповідно 10% і 4%) (рис. 3.7).

Рис. 3.7 Розподіл фітопланктону ставка Грабарка за біотопічною приуроченістю

За відношенням до реофільності переважали індикатори стоячо-текучих вод та індиференти, що налічують 33 види (34 внутрішньовидових таксони), становлять 70%, також були помічені форми, приурочені до стоячих - 13 видів (13 в.в.т.) (28%) та текучих - 1 вид (1 в.в.т.) (2%) вод (рис. 3.8).

Сапробіологічна характеристика якості води ставка Грабарка представлена на основі співвідношення видів-індикаторів, які визначають різний стан органічного забруднення водної товщі. У фітопланктоні водойми переважають β-мезосапроби, що налічують 21 вид (23 внутрішньовидових таксонів), становлять - 36%, частка оліго-α-мезосапробів - 10 видів (10 в.в.т.) склала 17%; оліго-β-мезосапробів - 6 видів (6 в.в.т.) (10%); олігосапроби та β-олігосапробів - 5 видів (5 в.в.т.) (9%); ксено-олігосапробів, β-α-мезосапробів та α-β-мезосапробів - 2 види (2 в.в.т.), становлять - по 3%; ще меншою була частка ксеносапробіонтів, оліго-ксеносапробіонтів, α-мезосапробів, α- полісапробіонтів та β-полісапробіонтів представлені по 1 виду (1 в.в.т.) - по 2% (рис. 3.9).

Рис. 3.8 Розподіл фітопланктону ставка Грабарка за відношенням до реофільності

Рис. 3.9 Розподіл водоростей планктонних угруповань за сапробністю

За сапробіологічними показниками водоростей-індикаторів різних типів забруднюючих речовин домінують β-мезосапробні види водоростей, які відповідають III класу якості води (табл.3.10). Це дозволяє характеризувати досліджувану річкову екосистему як слабко забруднену, хоча досить різноманітними є індикатори проміжного рівня забруднення (табл. 3.7).

Рис. 3.10 Розподіл водоростей за сапробіологічними показниками якості води

Таблиця 3.7

Біологічна індикація якості води за сапробіологічними характеристиками водоростей планктону ст. Грабарка (весна 2012 р. - осінь 2014 р.)

Більшість видів планктонних водоростей ставка є прісноводними формами (частка індиферентів за відношенням до галобності налічують 30 видів та 30 внутрішньовидових таксони, що становить 72% від числа водоростей, для яких знайдено літературні дані). Частка галофітів (8 видів і 8 в.в.т.) склала 19%, гало фобів - 3 види (3 в.в.т.), (7%) та олігогалобів - 1 вид (1 в.в.т.), (2%) (рис. 3.11).

Рис. 3.11 Розподіл фітопланктону ставка Грабарка за галобністю

За відношенням до рН у ставку Грабарка більшість водоростей належала до індиферентів, які представленні 13 видами і 14 внутрішньовидовими таксонами, що становлять 61%; алкалофілів - 8 видів (8 в.в.т.), (35%) й алкалобіонтів - 1 вид (1 в.в.т.), (4%) відповідно (рис. 3.12).

Рис. 3.12 Розподіл фітопланктону ставка Грабарка за відношенням до рН.

За географічним поширенням водоростеві угруповання ставка є гетерогенними, основу їх флористичного списку складають види-космополіти - 53 види і 54 внутрішньовидові таксони (80% таксонів видового та внутрішньовидового рангу зі з’ясованим географічним поширенням). Представники голарктичної флори (8 видів і 8 в.в.т.) складали майже 12%, палеотропічної та голантарктичної - 2 види (2 в.в.т.), (3%), неотропічної - 1 вид (1 в.в.т.), (2%) (рис. 3.13).

Рис. 3.13 Розподіл фітопланктону ставка Грабарка за географічним поширенням

ВИСНОВКИ:

1. Встановлені особливості таксономічного складу фітопланктону ставка Грабарка 1 міста Бердичева Житомирської області.

2.      Уперше в результаті оригінальних досліджень у складі фітопланктону ставка Грабарка ідентифіковано 84 видів (90 в.в.т.) водоростей.

.        У фітопланктоні ставка Грабарка 1 за багатством і складом провідних родів домінували зелені та діатомові водорості.

4. Уперше для Українського Полісся у ставку ідентифіковано 9 видів водоростей: Pseudokephyrion latum N.G.G.Schmid, Pseudokephyrion ovum N.G.G.Schmid, Synedra famelica Küts, Peridiniopsis balticum (Levander), Cryptomonas pseudolobata H.Ettl., Elakatotrix acuta Pasch., Chlamydomonas monadina var. Charkowiensis Korsch., Chlamydomonas parallelistriata Korsch., Chloromonas reticulata Gorozh.

5. У фітопланктоні ставка переважали види-космополіти, планктонно-бентосні і планктонні форми, що відображає специфіку досліджуваної водойми; індиференти за відношенням до солоності, індиференти та алкалофіли до рН, до стоячо-текучих чи індиферентів за реофільністю.

Список використаної літератури

1. Борисова Е.В., Орлов А.А. Харовые водорости Житомирского Полесья(Украина) / В.В. Борисова, А.А. Орлов // Общие вопросы альгологии.-2009.-С.197-200.

. Бердичів древній і вічно молодий / Під ред.. М.Ю. Костриці - Житомир, 2005 - 176с.

. Герасимюк В.П., Герасимюк Н.В. Сравнительная характеристика видового состава водорослей придунайских озер(Украина) / В.П. Герасимюк, Н.В. Герасимюк // Общие вопросы альгологии.-2009.-С.206-211,213.

. Давыдова Н.Н. Диатомовые водоросли - индикаторы природных условий водоемов в голоцене / Н.Н. Давыдова - Л.: Наука, 1985. - 244 с.

. Девяткин В.Г., Митропольская И.В. Встречаемость видов водорослей как показатель биологического разнообразия альгоценозов / В. Г. Девяткин, И.В. Митропольская // Динамика разнообразия гидробионтов во внутренних водоемах России. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2002. - С. 5-22.

. Каталог растений и животных водоемов бассейна Волги / Под ред. В.Н. Яковлева. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2000. - С. 3-133.

. Київська міська програма охорони навколишнього природного середовища / На період 1999-2002 роки. - К.: Видавничий дім "KM Academia", 2000. -138

. Корнева Л.Г. Фитопланктон Рыбинского водохранилища: состав, особенности распределения, последствия эвтрофирования / Л.Г. Корнева // Современное состояние экосистемы Рыбинского водохранилища. - СПб, 1993. - С. 50-113.

9. Кузьмінчук Ю.С. Таксономічна структура фітопланктону водосховищ р. Тетерів/ Ю.С. Кузьмінчук // Вісн. держ. агроекол. ун-ту. - Житомир, 2005. - Вип. 2 (15). - С. 282-287.

10. Кузьмінчук Ю.С. Фітопланктон приток р. Тетерів / Ю.С. Кузьмінчук // Вісн. держ. агроекол. ін-ту. - Житомир, 2005. - Вип. 1 (14). - С. 262-269.

. Левківський С.С. Загальна гідробіологія / С.С. Левківський. - К.: Фітосоціоцентр, 2000. - 265 с.

. Липицкая Г.Г. Зигнематальные водорости водоем г.Киева и его окресностей / Г.Г. Липицкая //Общие вопросы альгологии.-2009.-С.176-180,183-184.

. Ляшенко О.А. Сравнительный анализ планктонных альгофлор озер Неро и Плещево / О.А. Ляшенко // Ботан. журн. - 2003. - 88, № 3. - С. 30-37.

. Майстрова Н.В. Суксеція фітопланктону Канівського водосховища. / Н.В. майстрова // Гідробіологія. - 2003. - 21 с.

. Методи гідроекологічних досліджень поверхневих вод. / за ред. В.Д. Романенка. - К.: ЛОГОС, 2006. - 408 с.

. Одум Ю.Экология. / Ю Одум. - М.: Мир, 1986. - Т. 1-2.

. Одум Ю. Основы экологии. / Ю. Одум, - М.: Мир, 1975. - 740 с.

. Охапкин А.Г. Таксономическая структура фитопланктона как показатель стадии сукцессии равнинных водохранилищ / А.Г. Охапкин // Ботан. журн. - 1997. - 82, № 1. - С. 46-54.

. Паламарь-Мордвинцева Г.М., Шиндановина И.П., Белоус Е.П. Видовое и таксономическое разнообразие Desmidiales Шацкого Национального природного парка(Украинское Полесье) / Г.М. Паламарь - Мордвинцева, И.П. Шиндановина, Е.П. Белоус // Морфология, анатомия, цитология. - 2009. - С.83-88.

. Пилипко М.М. Воростеві угрупування планктону кар’єру Селецький ( м. Житомир) / М.М. Пилипко, Ю.С. Шелюк, Л.Ю. Юрик. - Житомир: Вид-во ЖДУ ім. І. Франка, 2011. - 84 с. - (Матеріали науково-практичної конференції для молодих учених та студентів «Біологічні дослідження - 2011).

21. Приймаченко А.Д. Фитопланктон и первичная продукция Днепра и днепровских водохранилищ. / А.Д. Приймаченко - К.: Наук. думка, 1981. - 277 с.

22. Разнообразие водорослей Украины / Под ред. С.П. Вассера, П.М. Царенко // Альгология. - 2000. - 10, № 4. - 309 с.

. Романенко В.Д. Основи гідроекології/ В.Д. Романенко. - К.: Обереги, 2001. - 728 с.

. Семенюк Н.Є. Фітопланктон різнотипних водойм м. Києва. / Н.Є. Семенюк // Гідробіологія. - 2007. - 21 с.

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

. Щербак В.И., Сиренко Л.А., Кузьминчук Ю.С. Особенности развития фитопланктона верхних и нижних бьефов равнинных водохранилищ (на примере р. Тетерев) / В.И. Щербак, Л.А Сиренко, Ю.С. Кузьминчук // Гидробиол. журн. - 2005. - 41, №6. - С. 44 - 53.

. Щербак В.І. Структуро функціональна характеристика дніпровського фітопланктону / В.І. Щербак // Гідробіологія. - 2000. - 32 с.

28. Algae of Ukraine: diversity, nomenclature, taxonomy, ecology and geography. Vol. 1. Cyanoprocaryota, Euglenophyta, Chrysophyta, Xanthophyta, Raphidophyta, Phaeophyta, Dinophyta, Cryptophyta, Glaucocystophyta, and Rhodophyta / Eds. P.M. Tsarenko, S.P. Wasser, E. Nevo. - Ruggell: Ganter Verlag, 2006. - 713 p.

. Algae of Ukraine: diversity, nomenclature, taxonomy, ecology and geography. Vol. 2. Bacillariophyta / Eds. P.M. Tsarenko, S.P. Wasser, E. Nevo. - Ruggell: Ganter Verlag, 2009. - 413 p.

. Alge of Ukraine: diversity, nomenclature, taxonomy, ecology and geography. Vol. 3 Chlorophyta / Eds. P.M. Tsarenko, S.P. Wasser, E. Nevo. - Ruggell: Ganter Verlag, 2011. - 511 p.

ДОДАТОК 1

Список видів водоростей планктону с. Грабарка зібраних за 2012-2013 рр.

CYANOPHYCEAE

Chroococcales

Gloecapsa crepidinum Thur.

Oscillatoriales

Oscillatoria amphibia Ag.geminata Menegh.planctonica Wolosz.

Nostocales

Anabaena flos-aguae (Lyngb.) Breb.flosaguae (L.) Ralfs

EUGLENOPHYTA

EUGLENOPHYCEAE

Euglenales

Euglena spathirhyncha Skuja.sp.angustus var. pleuronects Pochm.hispida(Perty) F.F. Steinvolvocina Ehr.volvocina var. derephora Conrad.

CHRYSOPHYTA

CHRYSOPHYCEAE

Cromulinales

Chromulina Rossanofii Buetschli

BACILLARIOPHYTA

COSCINODISCOPHYCEAE

Thalassiosirales

Stephanodiscus Hantzschii Grun. in Cl. et Grun.meneghiniana Kütz.stelligera Thw.

Fragilariales

Synedra acus Küts.famelica Küts.fasciculata (Ag.) Kutz.

Achnanthales

Cocconeis placentula Ehr.

DINOPHYTA

DINOPHYCEAE

Peridiniales

Glenodinium Elpatiewskyi (Ostenf) Bourr.oculatum (F. Stein) Bourr.balticum (Levander) Bourr.quadridens (F. Stein) Bourr.aciculiferum Lemm.cinctum (O. Müll.) Ehr.

CHRYPTOPHYTA

CRYPTOPHYCEAE

Chryptomonadales

Cryptomonas pseudolobata H.Ettl.

CHLOROPHYTA

ULVOPHYCEAE

Ulotrichales

Elakatotrix acuta Pasch.

Chlamydomonadales

Chlamydomomas globosa Snowmonadina Steinmonadina var. charkowiensis Korsch.parallelistriata Korsch.reinchardti Dang.coccifer Korsch.subglobosus Korsch.armata Korsch.

Sphaeropleales

Pseudopediastrum boryanum (Turp.) Menegh.minimum (A. Br.) Hansg.armatua (Chod) Hegew.

Chlorellales

Streptophyta

ZYGNEMATOPHYCEAE

Desmidiallis

Closterium acutum(Lyngb.) Breb. var. varibaile (Lemm.) Krieg.