Analysis of changeability of the structural and functional phytoplankton characteristic in the lower and delta of Danube River within the Ukraine borders
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
Introduction. The flow of water Danube River in the Black Sea has a significant impact on the level of anthropogenic eutrophication of the North-Western its part. Relevance of this problem and importance of information about the state of the river ecosystem are recognized internationally. According to the EU Water Framework Directive (WFD), to objectively assess the «health» of the river required an analysis of all the major components of the ecosystem, including phytoplankton.
Purpose. The aim of the present study was to analyze the indicators of phytoplankton Ukrainian part of the Danube and its delta and identify the factors that determine their spatial and temporal variability in the current environmental conditions.
Methods. Sampling of water and phytoplankton was carried out seasonally from 2007 to 2011 in stationary points of the observation. Hydrochemical and hydrobiological analyzes was performed according to conventional methods. Indicators of the pigments of phytoplankton were analyzed by standard spectrophotometric method. The index of species diversity Menhinika was calculated, as well as the trophic level and the class of water quality (with the help of various classifications) was determined.
Results. The studies have shown a high species diversity of phytoplankton in Danube and its delta. The greatest diversity of species characterized by the diatomic algae In addition to representatives of Bacillariophyta in phytoplankton were well represented species of Chlorophyta and Cyanophyta, much less species of Euglenophyta and Xanthophyta. It was found, that both structural and functional characteristics of phytoplankton these water bodies differ significant spatial and temporal variability. However, the average annual values of the indicators are quite close, indicating a certain stability of the studied ecosystems. Phytoplankton abundance during the study period ranged from 0,109 to 98,290 × 106 cells. / dm3, biomass − from 0,067 to 16,490 mg / dm3, the concentration of chlorophyll «a» ranged from 1,866 to 45,608 μg / dm3. The average values of these indicators were, respectively, 12,63 × 106 cells / dm3, 2,99 mg / dm 3 and 11,2 μg / dm3. The maximum value of the quantitative content of phytoplankton in the investigated waters is connected, as a rule, with the intensive development of small-cell blue-green algae. .Direct positive reliable correlation between biomass of phytoplankton and the concentration of chlorophyll «a» was observed. In descending order of the coefficient of variation of phytoplankton indicators can be located as follows: abundance (N); biomass (B); chlorophyll «a» (Chl «а»); (B / N) and (Chl «a» / В). The main factors determining the qualitative composition and quantitative development of phytoplankton are water temperature, water regime, the content of suspended and toxic substances.
Originality. Although the investigations of phytoplankton of Danube River have a long history, data on phytoplankton of Danube Delta is rather limited. At the same time they are needed for a better understanding on functioning of specific natural formations − ecotonts and their response to pollution, eutrophication and global climate change. New data have been obtained about the qualitative composition and quantitative development of phytoplankton Lower Danube and its delta in modern ecological conditions and on their basis where determined trophic status of studied water bodies.
Conclusion. On the basis of the research concluded that the water of Lower Danube and its delta in Ukraine are classified as eutrophic waters. A content analysis of chlorophyll «a» in a unit volume of water can be considered as one of the most perspective methods of bioindikation ecological status of studied water bodies.##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
УГОДА
ПРО ПЕРЕДАЧУ АВТОРСЬКИХ ПРАВ
Я, автор статті/Ми, автори рукопису статті _______________________________________________________________________
у випадку її прийняття до опублікування передаємо засновникам та редколегії наукового видання «Вісник Черкаського Університету: Серія Біологічні науки» такі права:
1. Публікацію цієї статті українською (англійською) мовою та розповсюдження її друкованої версії.
2. Розповсюдження електронної версії статті через будь-які електронні засоби (розміщення на офіційному web-сайті журналу, в електронних базах даних, репозитаріях, тощо).
При цьому зберігаємо за собою право без узгодження з редколегією та засновниками:
1. Використовувати матеріали статті повністю або частково з освітньою метою.
2. Використовувати матеріали статті повністю або частково для написання власних дисертацій.
3. Використовувати матеріали статті для підготовки тез, доповідей конференцій, а також усних презентацій.
4. Розміщувати електронні копії статті (зокрема кінцеву електронну версію, завантажену з офіційного web-сайту журналу) на:
a. персональних web-pecypcax усіх авторів (web-сайти, web-сторінки, блоги, тощо);
b. web-pecypcax установ, де працюють автори (включно з електронними інституційними репозитаріями);
с. некомерційних web-pecypcax відкритого доступу (наприклад, arXiv.org).
Цією угодою ми також засвідчуємо, що поданий рукопис відповідає таким критеріям:
1. Не містить закликів до насильства, розпалювання расової чи етнічної ворожнечі, які викликають занепокоєння, є загрозливими, ганебними, наклепницькими, жорстокими, непристойними, вульгарними тощо.
2. Не порушує авторських прав та права інтелектуальної власності інших осіб або організацій; містить всі передбачені чинним законодавством про авторське право посилання на цитованих авторів та / або видання, а також використовувані в статті результати і факти, отримані іншими авторами чи організаціями.
3. Не був опублікований раніше в інших видавництвах та не був поданий до публікації в інші видання.
4. Не включає матеріали, що не підлягають опублікуванню у відкритій пресі, згідно з чинним законодавством.
____________________ ___________________
підпис П.І.Б. автора
"___"__________ 20__ р.
Посилання
Mikhayilov V.N. (2004). Printsipy tipizatsii i rayonirovaniya ustevykh oblastey rek (analiticheskiy obzor). (Principles of typing and zoning estuarine areas of rivers. analytical review). Water Resources, 11, 1, 5–14. (in Russ.)
Romanenko V.D., Afanasev S.A., Lyashenko A.V., Vasenko A.G. (2012). Kontseptualnye osnovy monitoringa bioraznoobraziya I bioresursov vodnykh obektov nizhnego Dunaya (A Framework for Monitoring Biodiversity and Bioresources water bodies lower Danube). Gidrobiological Journal, 48,1, 45–65. (in Ukr.)
Jelev I., Jelev V. (2012). An Ecohydrology approach to the Danube River, and the «enviroGRIDS» project Ecohydrology & Hydrobiology, 12, 2, 137–152.
Water Quality in the Danube River Basin – 2006 (2006). (Ed. I. Liška. – ICPDR – International Commission for the Protection of the Danube River. – TNMN), Yearbook: Vienna, 39 pp.
Afanasev S.A., Lyashenko A.V., Zorina – Sakharova Ye.Ye., Romanenko Ye.A. (2008). Fitofilnaya makrofauna kak pokazatel ekologicheskogo sostoyanya vodnykh obektov Kiliyskoy delty Dunaya. (Phytophilic macrofauna as an indicator of the ecological status of water bodies Kilia Danube Delta). Gidrobiological Journal, 44, 2, 3–14. (in Ukr.)
Lyashenko A.V., Zorina-Sakharova Ye.Ye. (2012). Bioindikatsiya kachestva vod Kiliyiskoy delty Dunaya po organizmam makrofauny vodnykh bespozvonochnykh (Bioindication water quality Kilia Danube Delta on macrofauna organisms aquatic invertebrates). Gidrobiological Journal, 48, 4, 45–66. (in Ukr.)
Acs E., Katalin Szabo, Keve T. Kiss, Frantishek Hindak (2003). Benthic algal investigations in the Danube river and some of its main tributaries from Germany to Hungary (Biologia). – Bratislava, 58/4, 545–554. (in Slovakya).
Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy. (Official Journal of the European Communities), 22.12 2000, 327/1, 118 pp.
Ivanov A.I. (1982). Fitoplankton ustevikh oblastey rek Severo-Zapadnogo Prichernomorya. (Phytoplankton estuarine areas of the rivers of the North-Western Black Sea Region). – Kyiv: Naukova Dumka, 212 pp. (in Ukr.)
Ivanov A.I. (1987). Fitoplankton sovetskogo uchastka Dunaya I zalivov perednego kraya ego Kiliyiskoy delty. Gydrobiologicheskie issledovaniya Dunaya i pridunayskikh vodoemov:Sb. nauch.trud. (Phytoplankton of the Soviet sector of the Danube and the front edge of its bays of Kilia delta. Hydrobiological studies of the Danube and the Danube water bodies: Coll. scientific рареrs). – Kyiv: Naukova Dumka, 44–57. (in Ukr.)
Gomoiu M-T., Dan Secrieru, G. Oaie et al. (1998) Ecological state of the river Danube ecosystems in 1995 GEO-ECO MARINA, 3, 37–88.
Katalin E. Szabo-Taylor Keve T. Kiss, Ramiro Logares et al. (2010). Composition and dynamics of microeukaryote communities in the River Danube (Fottea), 10(1), 99–113.
Reynolds C.S.., Descy J.-P. (1996). The production, biomass and structure of phytoplankton in large rivers Arch. Hydrobiol. Suppl., 113, 1-4, 161–187.
Veraszto Cs., Kiss K.T., Sirkay Cs., Gimesl L. et al. (2010). Long-term dynamic patterns and diversity of phytoplankton communities in a large eutrophic river (the case of river Danube, Hungary). Applied Ecology and Environmental Research, 8(4), 329–349.
Ed. Mikhaylov V.N. Hydrologya delty Dunaya. (2004). (Hydrology of the Danube Delta.) – M.: GEOS, 448 p.p. (in Russ.)
Ed. Aleksandrov B.G. Kiliyskaya chast delty Dunaya vesnoy 2000g.:sostoyanie ekosistem i posledstviya tekhnogennykh katastrof v basseyne (2000). (Chilia part of the Danube Delta in the spring of 2000: ecosystems and the effects of man-made disasters in the pool. , N.A.S. of U. Odesa Branch IBSS). – Odesa, 128 pp.
Munzhiu O.V. (2012). Issledovaniya vodnykh biologicheskikh resursov delty Dunaya:obzor issledovaniy po adaptatsii k klimatu (Studies of marine biological resources of the Danube Delta: a review of research on climate adaptation). Sovremennye rybokhozyaystvennye i ekologicheskie problemy Azovo–Chernomorskogo basseyna:materialy.VII Mezhd. konf.,20–23 iyunya 2012g.Kerch–Krym. (Modern fisheries management and ecological problems of the Azov-Black Sea basin materials VII Int. Conf., June 20–23, 2012). – Kerch – Crimea, 83–88. (in Ukr.)
Adobovsky V.V., B.G. Aleksandrov B.G., Bogatova Yu .I. et al. (2011). Reactions of aquatic ecosystems of northwestern Black Sea region on the climate anomalous (3rd Biannual Black Sea Conference, Odesa 1–4 November, Odesa, 164–165. (in Ukr.)
Kharchenko T.A. (1991). Kontseptsiya ekotonov v gidrobiologii (The concept of ecotones in Hydrobiology). Gidrobiological Journal, 27, 4, 3–9. (In Ukr.)
Ed. Abakumov V.A. Rukovodstvo po gydrobiologicheskomu monitoringu presnovodnykh ekosistem (1992). (Guidance on hydrobiological monitorig of freshwater ecosystems).– St. Petersburg: Gidrometeoizdat, 318 pp. (in Russ.).
Rukovodstvo po metodam biologicheskogo analiza morskoy vody i donnykh otlozheniy (1980). (Guidance on methods of biological analysis of sea water and bottom sediments) – L.:Gidrometeoizdat, 192 p.p. (in Russ.)
Ed. Abakumov V.A. Rukovodstvo po metodam gidrobiologicheskogo analiza poverkhnostnykh vod i donnykh otlozheniy (1983). (Guidance on methods of hydrobiological analysis of surface water and sediment). – L.: Gidrometeoizdat), 240 p.p. (in Russ.)
Rukovodstvo po khimicheskomu analizu poverkhnostnykh vod sushi (1977). (Guidance on chemical analysis of surface waters). –L.: Gidrometeoizdat, 541 p.p. (in Russ.)
Unifitsirovannye metody issledovaniya kachestva vod. Metody khimicheskogo analiza vod (1987). (Unified methods for studying water quality. Methods for chemical analysis of water). –M.: CMEA, 300 p.p.. (in Russ.)
GOST 17.1.04.02-90 Voda.Metodika spectrofotometricheskogo opredeleniya khlorofilla a (1990). (GOST 17.1.04.02-90 Water. Technique spectrophotometric determination of chlorophyll a). – M.: State. Kom. SSSR for Nature Protection, 15 p.p. (in Russ.)
Vinberg G.G. (1960). Pervichnaya produktsiya vodoemov. (Primary production of reservoirs). – Minsk: Izd-vo A.N. BSSR, 328 p.p. (in Byeloruss.)
Oksiyuk O.P., Zhdanova G.A., Gusynskaya S.L, Golovko T.V. (1994). Otsenka sostoyaniya vodnykh obektov po gydrobiologycheskim pokazatelyam. (Assessment of the status of water bodies by hydrobiological indicators). Gidrobiological Journal,30, 3, 26–31. (in Ukr.)
Romanenko V.D., Zhukisnskiy V.N, Oksijuk O.P. та ін. (1998). Metodyka ekolohichnoi otsinky yakosti poverkhnevykh vod za vidpovidnymy katehoriiamy. (Methods of ecological assessment of surface water quality at the appropriate category). –K.: Symvol-T, 28 p.p. (in Ukr.)
Felfoldy L. J. M. (1976) Biological water quality: a new system for the biological qualification of water. Research in water quality and water technology). – Budapest: Vituki, 3, 37 p. (in Hungr.)
Water Quality in the Danube River Basin – 2006: TNMN –Yearbook-2006.(2009), ICPDR, 40 р.p.
Lakyn G.F. (1990) Biometrya. (Biometrics). – M.: Vysshaya shcola, 352 p.p. (in Russ.)
Ed. I. Liska, F. Vagner, Ja. Slobodnik Joint Danube Survey 2. Final Scientific Report (2008). Viena: ICPDR – International Commission for the Protection of the Danube River), 242 p.p.
Ragueneau O., Lancelot C., Egorov V. et al. (2002). Biogeochemical Transformation of Inorganic Nutrients in the Mixing Zone between the Danube River and the North-western Black Sea. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 54, 321–336.
Mineeva N.M., Shchur L.A. (2012). Soderzhanie khlorofilla а v edinitse fitoplanktona (obzor). (The content of chlorophyll a in units phytoplankton (review). Algology, 22, 4, P. 441–451. (in Russ.)
Doculil M. T.(2003). Algae as ecological bio-indicators. In Bioindicators & Biomonitors. Principles, concepts, applycation. (Ed. by B.A. Markert, A.M. Breure and H.G. Zechmeister), Amsterdam: Elsevier Science Ltd., 258–327.
Janauer G.M., Doculil M (2006). Macrophytes and Algae in Running Waters. In Biological Monitoring of Rivers: Application and Perspectives. ( Ed. by J. Ziglio, M. Siligardi and G. Flaim, London: John Willey & Sons Ltd), 89–109.