INDICATOR ALGAE-BASED SAPROBIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF SMALL RESERVOIRS AND WATERCOURSES IN MIDDLE VOLGA BIOSPHERE RESERVE

О.Г. Горохова

Abstract


A saprobiological analysis of small reservoirs and watercourses in the territory of the Middle Volga Complex Biosphere Reserve (Samara Region) was carried out using indicator algae. For the first time, data are presented on the taxonomic composition of indicator algae and on the values and seasonal dynamics of saprobity indices. In small reservoirs, 60 to 93% of species are indicator species and in watercourses, 62 to 87%. Among the dominant species, 55 to 75% are indicator species. The average values of saprobity indices are 1.79-1.99 in reservoirs and 1.78 in watercourses consistent with the β-mesosaprobic self-purification zone. For small reservoirs, a variety of types of seasonal dynamics of indices is noted. This is associated with differences in hydrological and hydrochemical conditions that structure the dominant complex of species. In watercourses, saprobity indices are lower than in reservoirs. According to their values, water quality corresponds to the oligosaprobic state in the upper reaches of the rivers and to the β-mesosaprobic state in the middle and lower reaches. An increase in indices is observed near populated areas, in dams, and in the backwater zone of reservoirs. The content of easily oxidizable organic matter (according to BOD5) positively correlates with the number of algae of the Dinophyta and Cyanoprokaryota divisions, as well as with some groups of phytoflagellates. When assessing saprobity under conditions of low anthropogenic load, not only the index values ​​are informative, but also the species composition of indicators, as well as the ratios of the number and abundance of indicator species in the compared water bodies.

Keywords


saprobiological analysis, indicator species, autotrophic plankton, Middle Volga Complex Biosphere Reserve


Как процитировать материал

References


Баринова СС, Медведева ЛА, Анисимова ОВ. Биоразнообразие водорослей-индикаторов окружающей среды. Тель-Авив: PiliesStudio; 2006.

Голубая книга Самарской области: редкие и охраняемые гидробиоценозы. Под ред. ГС Розенберга, СВ Саксонова. Самара. Самарский НЦ РАН; 2007.

Горбунов МЮ, Уманская МВ. Абиотические условия в водной толще озер. В кн: Жариков ВВ, Горбунов МЮ, Уманская МВ, Быкова СВ, Шерышева НГ. Экология сообществ бактерий и свободноживущих инфузорий малых водоемов Самарской Луки. Тольятти: ИЭВБ РАН; 2007. С.17-41.

Горохова ОГ. Характеристика трофического состояния малых водоемов Средне-Волжского биосферного резервата по фитопланктону. Вода: химия и экология; 2013;(11):46-53.

Горохова ОГ. Биоиндикационная значимость таксономических и структурных показателей альгоценозов малой реки при оценке точечного источника антропогенного воздействия. Известия СНЦ РАН. 2023;25(5):119-24.

Горохова ОГ, Номоконова ВИ. Фитопланктон и условия его развития в болотных озерах юга лесостепного Поволжья (Самарская область). Самарская Лука. 2011;1(20):71-8.

Зинченко ТД, Саксонов СВ, Сенатор СА, Минеев АК, Головатюк ЛВ, Горохова ОГ, Болотов СЭ, Курина ЕМ, Абросимова ЭВ, Уманская МВ, Кузнецова РС, Михайлов РА, Попченко ТВ. Экологический паспорт реки Усы (правобережный приток Волги). Самарская Лука. 2019;28(2):156-88.

Краснобаев ЮП, Чап ТФ. Средне-Волжский комплексный биосферный резерват. Степной бюллетень. 2009;(26):27-30.

Макрушин АВ. Биологический анализ качества вод. Л.: Зоологический ин-т АН СССР; 1974.

Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. М.: Наука, 1975.

Номоконова ВИ. Гидрохимический режим и трофическое состояние озер Самарской Луки и сопредельной территории. Известия СНЦ РАН. 2009;11(1):155-64.

Розенберга ГС, Саксонова СВ, ред. Ресурсы экосистем Волжского бассейна. Т. 1. Водные экосистемы. Тольятти: ИЭВБ РАН; Кассандра; 2008.

Розенберг ГС, Паутова ВН, Поспелов АП, Поспелова МД, Номоконова ВИ, Горбунов МЮ, Уманская МВ, Малиновская ЕИ, Горохова ОГ, Быкова СВ, Жариков ВВ, Романова ЕП, Шошин АА. Комплексная характеристика некоторых водоемов юго-восточной части Национального парка «Самарская Лука». Самарская Лука. 2006;(18):38-96.

Оксиюк ОП, Жукинский ВН, Брагинский ЛП, Линник ПН, Кузьменко МИ, Кленус ВГ. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши. Гидробиологический журнал. 1993;29(4):62-77.

Поспелов АП, Горбунов МЮ, Уманская МВ, Поспелова МД. Характеристика гидрохимического режима водоемов Самарской Луки. Известия СНЦ РАН. 2000;2(2):216-23.

Уманская МВ. Лимнологические исследования в юго-восточной части Самарской Луки. Особенности развития бактериопланктона. Известия СНЦ РАН. 2002;4(2):290-99.

Уманская МВ. Бактериопланктон разнотипных водоемов Самарской области. В кн.: Жариков ВВ, Горбунов МЮ, Быкова СВ, Уманская МВ, Тарасова НГ, Буркова ТН, Шерышева НГ, Ротарь ЮМ. Протисты и бактерии озер Самарской области. Тольятти; 2009. С.61-77.

Яценко-Степанова ТН, Немцева НВ, Шабанов СВ. Альгофлора Оренбуржья. Екатеринбург: УрО РАН; 2005.

Barinova SS, Medvedeva LA, Anisimova OV. [Diversity of algal indicators in environmental assessment]. Tel'-Aviv: PiliesStudio; 2006. (In Russ.).

Golubaya Kniga Samarskoy Oblasti: Redkiye i Okhraniayemye Gidrobiotsenozy. Ed by Rosenberg GS, Saksonov SV. Samara: Samarskiy NTs RAN; 2007. (In Russ.).

Gorbunov MYu, Umanskaya MV. [Abiotic conditions in the water column of lakes] In: Zharikov VV, ed. Ekologiya Soobshchestv Bakteriy i Svobodnozhivushchikh Infuzoriy Malykh Vodoyemov Samarskoy Luki. Togliatti: IEVB RAN; 2007. P. 17-41. (In Russ.).

Gorokhova OG. [Characteristics of trophic status of small reservoirs in the middle volga biosphere reserve using phytoplankton]. Voda Khimiya i Ekologiya; 2013;(11):46-53. (In Russ.).

Gorokhova OG. [Bioindicative value of taxonomic and structural indicators of plankton algae communities for assessing a point source of anthropogenic impact]. Izvestiya SNTs RAN. 2023;25(5):119-24. (In Russ.).

Gorokhova OG, Nomokonova VI. [Phytoplancton and condition of its development in marsh lakes of the south forest-steppe Povolzhye (Samara Region). Samarskaya Luka. 2011;1(20):71-8. (In Russ.).

Zinchenko TD, Saksonov SV, Senator SA, Mineyev AK, Golovatiuk LV, Gorokhova OG, Bolotov SYe, Kurina YeM, Abrosimova EV, Umanskaya MV, Kuznetsova RS, Mihaylov RA, Popchenko TV. [Ecological passport of Usa River (a right bank tributary of Volga)]. Samarskaya Luka2019;28(2):156-88. (In Russ.).

Krasnobaev YuP, Chap TF. [Middle Volga Biosphere Reserve complex]. Stepnoy Biulleten. 2009;(26):27-30. (In Russ.).

Makrushin AV. Biologicheskiy Analiz Kachestva Vod. [Biological Analysis of Water Quality]. Leningrad: Zoologicheskiy Institut AN SSSR$ 1974. (In Russ.).

Metodika Izucheniya Biogeotsenozov Vnutrennikh Vodoyemov. Moscow: Nauka$ 1975.

Nomokonova VI. [Hydrochemical regimen and trophic state of lakes in Samarskaya Luka and adjacent territory]. Izvestiya SNTs RAN. 2009;11(1):155-64. (In Russ.).

Rozenberg GS, Saksonov SV, eds. Resursy Ekosistem Volzhskogo Basseyna Tom 1. Vodnye Ekosistemy. Togliatti: Kassandra; 2008.

Rozenberg GS, Pautova VN, Pospelov AP, Pospelova MD, Nomokonova VI, Gorbunov MYu, Umanskaya MV, Malinovskaya YeI, Gorokhova OG, Bykova SV, Zharikov VV, Romanova YeP, Shoshin AA. [Comprehensive assessment of water bodies in the southeast of the national park Samarskaya Luka]. Samarskaya Luka. 2006;(18):38-96. (In Russ.).

Oksiyuk OP, Zhukinskiy VN, Braginskiy LP, Linnik PN, Kuz'menko MI, Klenus VG. [Comprehensive ecological classification of the quality of terrestrial surface waters]. Gidrobiologicheskiy Zhurnal. 1993;29(4):62-77. (In Russ.).

Pospelov AP, Gorbunov MYu, Umanskaya MV, Pospelova MD. [Hydrochemical regimen characteristics of water bodies of the national park Samarskaya Luka]. Izvestiya SNTs RAN. 2000;2(2):216-23. (In Russ.).

Umanskaya MV. [Limnological research in the southeast part of Samarskaya Luka. Characteristics of bacterioplankton development]. Izvestiya SNTs RAN. 2002;4(2):290-9. (In Russ.).

Umanskaya MV. [Bacterioplankton of different types in reservoirs of Samara Region]. In: Zharikov VV, Gorbunov MYu, Bykova SV, Umanskaya MV, Tarasova NG, Burkova TN, Sherysheva NG, Rotar' YuM. Protisty i Bakterii Ozer Samarskoy Oblasti. Togliatti; 2009. P. 61-77. (In Russ.).

Yatsenko-Stepanova TN, Nemtseva NV, Shabanov SV. [Algae-vegetation of the Orenburg region]. Yekaterinburg: UrO RAN; 2005. (In Russ.).

Abdelfattah A, Ali SS, Ramadan H, El-Aswar EI, Eltawab R, Ho SH, Elsamahy T, Li S, El-Sheekh MM, Schagerl M. Microalgae-based wastewater treatment: Mechanisms, challenges, recent advances, and future prospects. Environ Sci Ecotechnol. 2022;13:100-205.

Bird DF, Kalff J. Bacterial grazing by planktonic lake algae. Science. 1986; 231:493-5

Dixit SS, Smol JP, Kingston JC, Charles DF. Diatoms: Powerful indicators of environmental change. Environ Sci Technol. 1992;26:23-3.

Flynn KJ, Mitra A, Anestis K, Anschütz AA, Calbet A, Ferreira GD, Gypens N, Hansen PJ, John U, Martin JL, Mansour JS, Maselli M, Medić N, Norlin A, Not F, Pitta P, Romano F, Saiz E, Schneider LK, Stolte W, Traboni C. Mixotrophic protists and a new paradigm for marine ecology: where does plankton research go now? J Plankton Res. 2019;41(4):375-91.

Gorokhova OG, Zinchenko TD. Phytoplankton of the Usa River (Kuibyshev Reservoir Basin). Biology Bulletin. 2019;46(10):1382-9.

Gorokhova OG. Vertical distribution and migration of algae under thermal stratification in small water bodies of the forest steppe Volga Region. IOP Conf Ser Earth Environ Sci. 2021;(818):012013

Irvine KN, Murphy TP. Assessment of eutrophication and phytoplankton community impairment in the Buffalo River Area of Concern. J Great Lakes Res. 2009;35(1):83-93.

Isaksson A. Phagotrophic phytoflagellates in lakes: A literature review. Arch Hydrobiol Spec Issues Adv Limnol. 1998;51:63-90.

Nygaard K, Tobiesen A. Bacterivory in algae: A survival strategy during nutrient limitation. Limnol Oceanogr. 1993;38:273-9.

Palmer CM. A composite rating of algae tolerating organic pollution. J Phycol. 1969;5(1):78-82.

Peltomaa ET, Taipale S. Osmotrophic glucose and leucine assimilation and its impact on EPA and DHA content in algae. PeerJ. 2020. https://doi.org/ 10.7717/peerj.8363

Reynolds CS. The Ecology of Phytoplankton. New York: Cambridge University Press; 2006.

Round FE. Diatoms in river water-monitoring studies. J App Phycol. 1991;3:129-45.

Sládeček V. System of water quality from the biological point of view. Arch Hydrobiol Ergebn Limnol. 1973;7:1-218.

Urabe J, Gurung TB, Yoshida T, Sekino T, Nakanishi M. Diel changes in phagotrophy by Cryptomonas in Lake Biwa. Limnol Oceanogr. 2000;45:1558-63.

Wegl R. Index für die Limnosaprobitat. Wasser und Abwasser; 1983.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v16i4.965

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"