СУЧАСНИЙ СТАН ВИДОВОГО РІЗНОМАНІТТЯ ФІТОПЛАНКТОНУ ТА ОЦІНКА ЯКОСТІ ВОДИ КРЕМЕНЧУЦЬКОГО ВОДОСХОВИЩА ЗА ІНДЕКСОМ САПРОБНОСТІ
Анотація
Фітопланктон – це основа автотрофної ланки водної екосистеми, продуцент органічних речовин та кисню, що формує енергетичну основу різноманіття гідробіонтів вищих трофічних рівнів, початкова ланка трофічних ланцюгів, джерело живлення безхребетних і риб на різних стадіях розвитку. У літній період 2020–2021 рр. дослідили таксономічний склад, чисельність і біомасу фітопланктону, індекс сапробності в Кременчуцькому водосховищі. Для досягнення мети у процесі виконання досліджень використовували гідробіологічні та статистичні методи дослідження. Фітопланктон водосховища в літній період 2020–2021 рр. був представлений такими відділами: Cyanophyta, Euglenophyta, Bacillariophyta, Chlorophyta. Провідне місце за кількістю видів належало зеленим водоростям, інтенсивність розвитку яких залежала від температури води, менше значення мали синьо-зелені, діатомові водорості і зовсім незначну роль відіграли евгленові водорості. Влітку 2020 року на досліджених ділянках середня чисельність фітопланктону в Кременчуцькому водосховищі становила 12427 тис.кл./л. при біомасі 1,463 мг/дм3, а в літній період 2021 року складала 28099 тис.кл./л. при біомасі 2,266 мг/дм3. Дослідження влітку 2020 року показали, що основу чисельності (74 %) та біомаси (35 %) фітопланктону формували ціанобактерії (синьо-зелені водорості) та діатомові водорості, які при незначній чисельності (7%) формували 44 % загальної біомаси водоростей, так влітку 2021 року спостерігали аналогічну картину, де основу чисельності (93 %) та біомаси (54 %) фітопланктону також формували ціанобактерії (синьо-зелені водорості) і діатомові водорості, що при незначній чисельності (2 %) формували 29 % загальної біомаси водоростей. Влітку 2020 року зелені водорості набули меншого розвитку у водосховищі формуючи 19 % від загальної чисельності та 17 % біомаси водоростей, а влітку 2021 року вони формували лише 5 % загальної чисельності та 15 % біомаси водоростей. Значно меншу роль у формуванні чисельності та біомаси фітопланктону відіграли евгленові водорості як при дослідженнях влітку 2020 року (0,1 та 3,2 %, відповідно), так і у 2021 році (0,1 та 1,6 %, відповідно). Згідно переважаючих індикаторних видів сапробності, якість води Кременчуцького водосховища відноситься до ß-мезосапробної зони на всіх досліджених ділянках.
Посилання
2. Bortolini, J. C., da Silva, P. R. L., Baumgartner, G., & Bueno, N. C. (2018). Response to environmental, spatial, and temporal mechanisms of the phytoplankton metacommunity: comparing ecological approaches in subtropical reservoirs. In Hydrobiologia, 830(1), 45–61. Springer Science and Business Media LLC. doi: 10.1007/s10750-018-3849-8
3. Bukhtiyarova, L. M. (1999). Diatoms of Ukraine. Inland waters. Kyiv, 133.
4. Cardoso, A. S., Marwell, D. T. B., Sobral, M. do C. M., Melo, G. L. de, & Casé, M. C. C. (2016). Análise da presença do fitoplâncton em bacia integrante do Projeto de Integração do Rio São Francisco, região semiárida, Nordeste brasileiro. In Engenharia Sanitaria e Ambiental, 22(2), 261–269. FapUNIFESP (SciELO). doi: 10.1590/s1413-41522016146707
5. Denisova, A. I., Timchenko, V. M., Nahshina, E. P. i dr. Otv. red. Shevchenko M. A. (1989). Gidrologija i gidrohimija Dnepra i ego vodohranilishh [Hydrology and hydrochemistry of the Dnieper and its reservoirs]. AN USSR. Institut gidrobiologii. Nauk. dumka, Kiev, 216 (in Russian).
6. Francé, J., Varkitzi, I., Stanca, E., Cozzoli, F., Skejić, S., Ungaro, N., Vascotto, I., Mozetič, P., Ninčević Gladan, Ž., Assimakopoulou, G., Pavlidou, A., Zervoudaki, S., Pagou, K., & Basset, A. (2021). Large-scale testing of phytoplankton diversity indices for environmental assessment in Mediterranean sub-regions (Adriatic, Ionian and Aegean Seas). In Ecological Indicators, 126, 107630. Elsevier BV. doi: 10.1016/j.ecolind.2021.107630
7. Grebin, V. V, Khilchevsky, V. K, Stashuk, V. A, Chunaryov, O. V, & Yaroshevich, O. E (2014). Water Fund of Ukraine. Artificial reservoirs. Reservoirs and ponds. Interpress LTD Kiev, 163(1).
8. Hu, R., Duan, X., Peng, L., Han, B., & Naselli-Flores, L. (2017). Phytoplankton assemblages in a complex system of interconnected reservoirs: the role of water transport in dispersal. In Hydrobiologia (Vol. 800, Issue 1, pp. 17–30). Springer Science and Business Media LLC. doi: 10.1007/s10750-017-3146-y
9. Khyzhniak, M. I., Rudyk-Leuska, N. Y., Yevtushenko, N. Y., Leuskyi, M. V., Dudnyk, S. V., Danchuk, O. V., Dumych, O. Y. (2020). Development and structure of phytoplankton in the middle part of Kremenchug reservoir. Ukrainian Journal of Ecology, 10(4), 132–136. doi: 10.15421/2020_180
10. Kondratieva, N. V. (1968). Vyznachnyk prisnovodnykh vodorostei Ukrainskoi RSR. Vyp. 2. Syno-zeleni vodorosti – Cyanophyta. Klas Hormohoniievi – Hogmogoniophyceae [Determinant of freshwater algae of the Ukrainian SSR.
edit. 2. Blue-green algae – Cyanophyta. Class Hormogonium – Hogmogoniophyceae]. Kiev: Nauk. dumka, 524 s (in Ukrainian).
11. Korshykov, O. A. (1938). Vyznachnyk prisnovodnykh vodorostei Ukrainskoi RSR. Vyp. 4. [Determinant of freshwater algae of the Ukrainian SSR. edit. 4]. Vyd-vo Akad. nauk URSR, Kiev, 184 (in Ukrainian).
12. Krishnamurthy, T., Carmichael, W. W., & Sarver, E. W. (1986). Toxic peptides from freshwater cyanobacteria (bluegreen algae). I. Isolation, purification and characterization of peptides from Microcystis aeruginosa and Anabaena flosaquae. In Toxicon, 24(9), 865–873. Elsevier BV. doi: 10.1016/0041-0101(86)90087-5
13. Kruzhylina, S. V. (2005). Zhyvlennia strokatoho tovstolobyka (Aristichthys nobilis (Rich.)) v ponyzzi Kremenchutskoho vodoskhovyshcha [Feeding of the Bighead carp (Aristichthys nobilis (Rich.)) In the lower part of the Kremenchuk Reservoir]. Ryb. hosp., 64, 116–111 (in Ukrainian).
14. Kruzhylina, S. V. (2010). Bahatorichna dynamika kilkisnoho rozvytku fitoplanktonu Kremenchutskoho vodoskhovyshcha ta yoho strukturni pokaznyky [Perennial dynamics of quantitative development of phytoplankton of Kremenchug reservoir and its structural indicators]. Rybohospodarska nauka Ukrainy, 3, 14–19 (in Ukrainian).
15. Li, Y., Meng, J., Zhang, C., Ji, S., Kong, Q., Wang, R., & Liu, J. (2020). Bottom-up and top-down effects on phytoplankton communities in two freshwater lakes. In X. Guo (Ed.), PLOS ONE, 15(4), e0231357. Public Library of Science (PLoS). doi: 10.1371/journal.pone.0231357
16. Liu, B., & Stevenson, R. J. (2017). Improving assessment accuracy for lake biological condition by classifying 263–271. Elsevier BV. doi: 0.1016/j.scitotenv.2017.07.152
17. Lv, J., Wu, H., & Chen, M. (2011). Effects of nitrogen and phosphorus on phytoplankton composition and biomass in 15 subtropical, urban shallow lakes in Wuhan, China. In Limnologica, 41(1), 48–56. Elsevier BV. doi: 10.1016/j.limno.2010.03.003
18. Ma, W.-X., Huang, T.-L., Li, X., Zhang, H.-H., & Ju, T. (2015). Impact of short-term climate variation and hydrology change on thermal structure and water quality of a canyon-shaped, stratified reservoir. In Environmental Science and Pollution Research, 22(23), 18372–18380. Springer Science and Business Media LLC. doi: 10.1007/s11356-015-4764-4
19. Mishra, P., Garg, V., & Dutt, K. (2019). Seasonal dynamics of phytoplankton population and water quality in Bidoli reservoir. In Environmental Monitoring and Assessment (Vol. 191, Issue 3). Springer Science and Business Media LLC. doi: 10.1007/s10661-019-7185-x
20. Nikolenko, Y., & Fedonenko, O. (2021). Seasonal dynamics of phytoplankton indicators of the Zaporizhzhia (Dnipro) reservoir phytoplankton of the Zaporozhye reservoir. Ukrainian Journal of Ecology, 121–128. doi: 10.15421/2021_249
21. Oberholster, P., Botha, A.-M., & Grobbelaar, J. (2003). Microcystis aeruginosa: source of toxic microcystins in drinking water. In African Journal of Biotechnology, 3(3), 159–168. Academic Journals. doi: 10.5897/ajb2004.000-2029
22. Oleksiv, I.T. (1992). Pokaznyky yakosti pryrodnykh vod z ekolohichnykh pozytsii [Natural water quality indicators from ecological points]. Svit, Lviv, 232 (in Ukrainian).
23. Pantle F., Buck H. (1955). Die biologische Uberwachung der Gewasser und die Darstellung der Ergebnisse. Gasund Wasserfach. Bd 96, 18. 604.
24. Prijmachenko, A. D. (1981). Fitoplankton i pervichnaja produkcija Dnepra i Dneprovskih vodohranilishh [Phytoplankton and primary products of the Dnieper and Dnieper reservoirs]. Kiev: Nauk. dumka, 271 s (in Russian).
25. Rasconi, S., Winter, K., & Kainz, M. J. (2017). Temperature increase and fluctuation induce phytoplankton biodiversity loss – Evidence from a multi-seasonal mesocosm experiment. In Ecology and Evolution, 7(9), 2936–2946. Wiley. doi: 10.1002/ece3.2889
26. Rudyk-Leuska, N. Ya., Yevtushenko, N. Yu., Khyzhniak, M. I., Leuskyi, M. V. Kononenko, R. V., Tson, N. I., Dumyc, O. Y. (2020). Influence of temperature on the aquatic biota. Ukrainian Journal of Ecology, 10(3), 102–105. doi: 10.15421/2020_140
27. Rudyk-Leuska, N. Ya. (2020). Reflection of climate change on the temperature conditions of the middle section of the Kremenchug reservoir / N. Ya. Rudyk-Leuska, N. Yu. Yevtushenko, M. I. Khyzhniak, M. V. Leuskyi, Tson N. І., O. Y. Dumych / VII International Internet Conference «The world during a pandemic: new challenges and threats», August 18–19. Vancouver, Canada. p. 82–86. URL: http://el-conf.com.ua/wp-content/uploads/2020/09/%D0%9A%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D1%81%D0%B0%D0%B9%D1%82.pdf
28. Shcherbak, V. I. (2002). Metody doslidzhen fitoplanktonu. Metodychni osnovy hidrobiolohichnykh doslidzhen vodnykh ecosystem [Phytoplankton research methods. Methodical bases of hydrobiological researches of aquatic ecosystems]. Kiev, 41–47 (in Ukrainian).
29. Shcherbak, V. I. (1999). Phytoplancton as a Model Object of Evaluating the Influence of Power Complexes on Water Ecosystems / V. I. Shcherbak. Engineering Simulation, 16, 513–519.
30. Sherstiuk, V. V. (1966). Do pytannia pro rol vodorostei ta vyshchoi vodnoi roslynnosti u zhyvlenni deiakykh ryb verkhnoi dilianky Kremenchutskoho vodoimyshcha [To the role of algae and higher aquatic vegetation in the nutrition of some fish in the upper part of the Kremenchuk reservoir]. Biolohiia i morfolohiia ryb ta sanitarno-biolohichnyi rezhym prisnykh vod Ukrainy. Nauk. dumka, Kiev, 118–120 (in Ukrainian).
31. Shevchuk, S. A., Vishnevsky, V. I., Shevchenko, I. A. & Kozytsky, O. M. (2019). Research of water bodies of Ukraine using remote sensing data of the Earth. Recruitment and water management, (2), 146–156.
32. Shherbak, V. I. (1989). Fitoplankton Kremenchugskogo vodohranilishha. Rastitel’nost’ i bakterial’noe naselenie Dnepra i ego vodohranilishh [Phytoplankton of the Kremenchuk reservoir. Vegetation and bacterial population of the Dnieper and its reservoirs]. Nauk. dumka, Kiev, 87–92 (in Ukrainian).
33. Shherbak, V. I., Semenjuk, N. E., Rudik-Leuskaja, N. Ja. (2014). Akvalandshaftnoe i biologicheskoe raznoobrazie Nacional’nogo prirodnogo parka «Nizhnesul’skij», Ukraina [Aqualandscape and biological diversity of the Nizhnesulsky National Nature Park, Ukraine]. Pod red. V. I. Shherbaka. Fitosociocentr, Kiev, 266 (in Russian).
34. Sirenko, L. A., & Kirpenko, Yu. A. (2000). Biologically Active Metabolites of Blue-Green Algae and Their Role in Epidemiology. In Hydrobiological Journal, 36(5), 14. Begell House. doi: 10.1615/hydrobj.v36.i5.110
35. Slǎdećek, V. (1973). System of water quality from the biological point of view. Ergebnisse der Limnologie, 7(1), 1–128.
36. Stotts, R. R., Namikoshi, M., Haschek, W. M., Rinehart, K. L., Carmichael, W. W., Dahlem, A. M., & Beasley, V. R. (1993). Structural modifications imparting reduced toxicity in microcystins from Microcystis spp. In Toxicon, 31(6), 783–789. Elsevier BV. doi: 10.1016/0041-0101(93)90384-u
37. Sukhodol’skaya, I. L., Manturova, O. V., & Griuk, I. B. (2015). Phytoplankton of Small Rivers of the Rivne Region (Ukraine) and Relation of its Quantitative Parameters with Nutrients Content. In Hydrobiological Journal, 51(5), 50–61. Begell House. doi: 10.1615/hydrobj.v51.i5.50
38. Tarasova, O. M. (1983). Fitoplankton vodohranilishh dneprovskogo kaskada [Phytoplankton of reservoirs of the Dnieper cascade]. Ryb. hoz-vo, 37, 52–56 (in Russian).
39. Tarasova, O. M., Shapovalov, M. Z., Mushak, P. A. (1980). K voprosu o pitanii belyh tolstolobikov sinezelenymi vodorosljami [To the question of nutrition of white silver carps with blue-green algae]. Ryb. hoz-vo, 30, 75–77 (in Russian).
40. Topachevskij, A. V., Masjuk, I. P. (1984). Presnovodnye vodorosli Ukrainskoj SSR [Freshwater algae of the Ukrainian SSR]. Pod red. M. F. Makarovicha. Kiev: Vishha shkola, 336 (in Russian).
41. Vallina, S. M., Cermeno, P., Dutkiewicz, S., Loreau, M., & Montoya, J. M. (2017). Phytoplankton functional diversity increases ecosystem productivity and stability. In Ecological Modelling, 361, 184–196. Elsevier BV. doi: 10.1016/j.ecolmodel.2017.06.020
42. Wang, S., Qian, X., Han, B.-P., Luo, L.-C., & Hamilton, D. P. (2012). Effects of local climate and hydrological conditions on the thermal regime of a reservoir at Tropic of Cancer, in southern China. In Water Research, 46(8), 2591–2604. Elsevier BV. doi: 10.1016/j.watres.2012.02.014
43. Yakovenko, V., Melnik, S., & Fedonenko, E. (2017). Species Composition, Seasonal Dynamics and Distribution of Phytoplankton of the Zaporizke Reservoir. In International Letters of Natural Sciences, 62, 1–10. SciPress Ltd. doi: 10.18052/www.scipress.com/ilns.62.1
44. Yan, M., Chen, S., Huang, T., Li, B., Li, N., Liu, K., Zong, R., Miao, Y., & Huang, X. (2020). Community Compositions of Phytoplankton and Eukaryotes during the Mixing Periods of a Drinking Water Reservoir: Dynamics and Interactions. In International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(4), 1128. MDPI AG. doi: 10.3390/ijerph17041128
45. Yang, M., Xia, J., Cai, W., Zhou, Z., Yang, L., Zhu, X., & Li, C. (2020). Seasonal and spatial distributions of morphofunctional phytoplankton groups and the role of environmental factors in a subtropical river-type reservoir. In Water Science and Technology, 82(11), 2316–2330. IWA Publishing. doi: 10.2166/wst.2020.489
46. Zadorozhna, G. M. & Shcherbak, V. I. (2016). Effect of solar radiation and water temperature on development of phytoplankton in the Kaniv reservoir. Hydrobiological Journal. Kyiv, 53 (1). Access mode: http://nbuv.gov.ua/UJRN/gbj_2016_52_5_4