Динамика состава и структуры сообществ фитопланктона в дельте реки Великой в период с 2016 по 2021 г.

Пресноводный фитопланктон чувствителен к изменениям окружающей среды, поэтому его мониторинг имеет экологическое, рекреационное и экономическое значение. Анализ многолетних изменений фитопланктонных сообществ особенно важен, поскольку позволяет не только выявлять причины изменений, но и делать прогнозы на будущее. В настоящей работе проведено исследование динамики доминантных видов летнего фитопланктона дельты р. Великой с 2016 по 2021 г., в том числе изучена связь видового состава и количественных характеристик фитопланктона с изменениями рН и температуры воды. В целом в течение исследованного периода обозначилась тенденция к снижению видового разнообразия и количества фитопланктона в дельте р. Великой. В 2020 и 2021 гг. отмечалось резкое снижение количества/биомассы тех видов фитопланктона, которые обычно доминируют в р. Великой. Данные изменения затронули сначала зеленые микроводоросли и цианобактерии (2020 г.), затем диатомовые водоросли (2021 г.). В течение того же периода (2020 – 2021 гг.) наблюдали наибольшее снижение количества клеток у цианобактерии Aphanocapsa delicatissima, что позволяет использовать данный вид как индикатор состояния фитопланктона в дельте р. Великой. Температура и рН воды значительно влияли на количество клеток доминантных отделов (Bacillariophyta, Chlorophyta, Cyanobacteria) и слабо коррелировали с видовым составом. Особенно температура воды и рН воды влияли на количество клеток цианобактерий, что указывает на важность этих факторов для инициации цветения водоемов и позволяет предполагать усиление эффекта при их единовременном действии.

1. Barinova S. S., Medvedeva L. A., Anisimova O. V. Biodiversity of Algae-indicators of the Environment. Tel Aviv, Pilies Studio Publ., 2006. 498 p. (in Russian).

2. Beaufort L., Probert I., de Garidel-Thoron T., Bendif E. M., Ruiz-Pino D., Metzl N., Goyet C., Buchet N., Coupel P., Grelaud M., Rost B., Rickaby R. E., de Vargas C. Sensitivity of coccolithophores to carbonate chemistry and ocean acidification. Nature, 2011, vol. 476, pp. 80–83. https://doi.org/10.1038/nature10295

3. Castellani C. Plankton: A Guide to their ecology and monitoring for water quality. Journal of Plankton Research, 2010, vol. 32, iss. 2, pp. 261–262. https://doi.org/10.1093/plankt/fbp102

4. Díaz S., Cabido M. Vive la différence: Plant functional diversity matters to ecosystem processes. Trends in Ecology & Evolution, 2001, vol. 16, iss. 1, pp. 646–655. https://doi.org/10.1016/S0169-5347(01)02283-2

5. Dixit S. S., Smol J. P., John C., Kingston D. F. Diatoms: Powerful indicators of environmental change. Environmental Science & Technology, 1992, vol. 26, iss. 1, pp. 22–33. https://doi.org/10.1021/es00025a002

6. Drozdenko T. V., Antal T. K. Evaluating water quality in Velikaya River by using phytoplankton characteristics. Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Fishing Industry, 2021, no. 1, pp. 51–60 (in Russian). https://doi.org/10.24143/2073-5529-2021-1-51-60

7. Drozdenko T. V., Volgusheva A. A. Phytoplankton and water quality of Lake Kuchane (Pskov region, Russia). Povolzhskiy Journal of Ecology, 2021, no. 3, pp. 251–261 (in Russian). https://doi.org/10.35885/1684-7318-2021-3-251-261

8. Drozdenko T. V., Kek I. V., Mishkova T. A. Phytoplankton as a bioindicator of the water quality of lake Malenets (Pskov region). Samara Journal of Science, 2020, vol. 9, iss. 3, pp. 58–61 (in Russian). https://doi.org/10.17816/snv202093110

9. Elliott J. A. Is the future blue-green? A review of the current model predictions of how climate change could affect pelagic freshwater cyanobacteria. Water Research, 2012, vol. 46, iss. 5, pp. 1364–1371. https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.12.018

10. Finkel Z. V., Katz M. E., Wright J. D., Schofield O. M. E., Falkowski P. G. Climatically driven macroevolutionary patterns in the size of marine diatoms over the Cenozoic. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 2005, vol. 102, iss. 25, pp. 8927–8932. https://doi.org/10.1073/pnas.0409907102

11. Hennon G. M. M., Hernández L. M. D., Haley S. T., Juhl A. R., Dyhrman S. T. Diverse CO2induced responses in physiology and gene expression among eukaryotic phytoplankton. Frontiers in Microbiology, 2017, vol. 8, article no. 2547. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.02547

12. Ighalo J. O., Dulta K., Kurniawan S. B., Omoarukhe F. O., Ewuzie U., Eshiemogie S. O., Ojo A. U., Abdullah S. R. S. Progress in microalgae application for CO2 sequestration. Cleaner Chemical Engineering, 2022, vol. 3, iss. 8, article no. 100044. https://doi.org/10.1016/j.clce.2022.100044

13. Lebedeva O. A. Ecosystem of the Velikaya river delta and its impact on the Pskov-Chudskoe Lake. Pskov Journal of Regional Studies, 2006, vol. 20, no. 1, pp. 107–121 (in Russian).

14. Locke A., Sprules W. G. Effects of acidic pH and phytoplankton on survival and condition of Bosmina longirostris and Daphnia pulex. Hydrobiologia, 2000, vol. 437, pp. 187–196. https://doi.org/10.1023/A:1026563109217

15. Nagelkerken I., Connell S. D. Global alteration of ocean ecosystem functioning due to increasing human CO2 emissions. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 2015, vol. 112, iss. 43, pp. 13272–13277. https://doi.org/10.1073/pnas.1510856112

16. Peterson H. G., Healey F. P., Wagemann R. Metal toxicity to algae: A highly pH dependent phenomenon. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 1984, vol. 41, no. 6, pp. 974– 979. https://doi.org/10.1139/f84-11

17. Raven J. A., Giordano M., Beardall J., Maberly S. C. Algal and aquatic plant carbon concentrating mechanisms in relation to environmental change. Photosynthesis Research, 2011, vol. 109, iss. 1–3, pp. 281–296. https://doi.org/10.1007/s11120-011-9632-6

18. Regaudie-de-Gioux A., Duarte C. M. Temperature dependence of planktonic metabolism in the ocean. Global Biogeochemical Cycles, 2012, vol. 26, iss. 1, article no. GB1015. https://doi.org/10.1029/2010GB003907

19. Sadchikov A. P. Methods of Studying Freshwater Phytoplankton: Methodological Guide. Moscow, Universitet i shkola, 2003. 157 p. (in Russian).

20. Wu Y., Campbell D. A., Irwin A. J., Suggett D. J., Finkel Z. V. Ocean acidification enhances the growth rate of larger diatoms. Limnology and Oceanography, 2014, vol. 59, iss. 3, pp. 1027–1034. https://doi.org/10.4319/lo.2014.59.3.1027

21. Yang Xe., Wu X., Hao Hl., He Z. L. Mechanisms and assessment of water eutrophication. Journal of Zhejiang University SCIENCE, 2008, vol. 9, iss. 3, pp. 197–209. https://doi.org/10.1631/jzus.B0710626