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藻社区的多样性与生态区域的景观公园“Slavyansky度假胜地”,乌克兰

瓦伦蒂娜Klymiuk1,索菲娅Barinova2*,Natalya Lyalyuk1

1植物学和生态顿涅茨克国立大学、46 Schorsa圣。乌克兰顿涅茨克83050年

2海法大学进化研究所迦密山,Abba Khoushi大街199号,以色列海法3498838,

*通讯作者:
索菲娅Barinova
海法大学进化研究所迦密山,Abba Khoushi大街199号,以色列海法3498838,。

收到日期:2014年1月13日接受日期:2014年2月20日

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文摘

我们发现238种,同物种的分类单元的藻类和蓝细菌在湖泊浮游植物群落的区域景观公园“Slavyansky度假胜地”,乌克兰在352年总数的2007 - 2013年在该地区分配与硅藻门九分类划分,Cyanoprocaryota,绿藻门盛行。bio-indication方法首次应用特征水生环境略显碱性,medium-enriched与氧气,温带,清楚中度污染,水质类ii iii、富营养的,但光合藻类营养证明无关紧要的有毒物质的浓度,尽管相当多的人为影响。藻类多样性是抑郁的盐度湖泊。统计分析定义了两个集群,北方常年湖泊Ripne Veysove, Garache, Slipne,和南部的部分排水湖泊Levadne Chervone和湖。干旱是水化学的主要因素造成高盐度和物种多样性的损耗。历史上盐度可能在形成藻社区中扮演主要角色。

关键字

浮游植物、多样性、生态学、盐度、Slavyansky胜地,乌克兰

介绍

藻类多样性研究区域景观公园”Slavyansky贷款人”可以追溯到十七世纪下半年,但植物研究迄今为止相对于总体水平不好algological研究[1,2]。2007年我们开始一个广泛的监测,以评估气候和人为影响湖泊浮游植物物种多样性和生态特征[3]。

最初我们制定了一个物种在这里使用的库存为基础inter-lake植物区系比较,bio-indication多样性的环境变量和分析趋势应对气候影响和人为污染的水平,使用统计方法链接结构和功能方面的湖社区[4]。

国家的知识

研究藻类的物种组成进行了零星下半年以来的17世纪许多科学家(1、2、5)。自20世纪中叶以来,研究者将注意力转向识别微生物的作用参与泥浆的形成湖泊和物质循环的湖泊一般(1、2、5)。提出了现代系统列表的浮游藻类NM Lyalyuk和VN Klimyuk [3]。

材料和方法

研究网站的描述

区域景观公园”Slavyansky贷款人”成立于2006年。成立的目的是保护和周到的使用独特的自然情结和人工种植的公园,和娱乐活动的发展。公园坐落在城市的东北部Slaviansk在乌克兰。它的面积是431公顷,包括三个度假村,广泛的公园,季节性鸟类保护区“Priozernyy”,与自然的“纪念碑”国家的重要性,湖泊Ripne和Slipne,独特的泥浆和盐水的来源(考虑到1907年比利时大奖赛奖)[6](图1)。

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图1:研究网站的区域景观公园“Slavyansky胜地”

在公园里是七常年湖泊(Ripne、Veysove Garache, Slipne, Levadne, Chervone,和untitled湖(以下简称-湖)和许多临时池。热岩溶湖泊大多研究的起源、小,浅。这些湖泊是互相绝缘和定期干涸。他们在春天简要互联。湖泊沉积物的各种不同从医疗泥砂。水与pH值6.3 - -8.0是微黄色或无色,mSm和电导率是1.31 - -11.26 /厘米。湖泊的深度是可以忽略不计(约0.5 - -2.5米),只有在湖Ripne它达到8.5米。他们形成一个独特的社会有机体,包括藻类,是泥浆的形成的基础。湖Ripne有工业捕鱼泥浆和盐水泥浆浴Slavyansky度假胜地——乌克兰最古老的泥浴度假村之一。

水体遭受强烈的休闲的负载,因为大多数银行指定的游泳和放松。水生大型植物植被丰富,作为主食的一部分,保护鸟类的栖息地。

公园面积134公顷。有超过110种乔木和灌木。公园的植物是由三种药用植物,红书中列出的乌克兰。湖滨作为大量的鸟类的筑巢地点,包括物种的红色

乌克兰的书:Himantopus Himantopus林奈和Tadorna ferruginea帕拉斯。还有11种鸟类在当地的鸟类,都放在欧洲稀有和濒危物种的名单。

这工作材料来自样本收集每月在湖泊Ripne 2007 - 2013年期间,Veysove, Garache, Slipne, Levadne Chervone,湖。浮游植物样品收集在湖泊的沿岸和深水区。样品成交2 L和集中由一个积累膜过滤器”Vladipor»七号或10 - 20 L样本,集中使用浮游生物网号码77。藻类在生活学习和固定(4%甲醛溶液),使用光学显微镜MBI-3和微指令MC 50(奥地利)放大40 - 90 x(沉浸)。永久的幻灯片是硅藻研究[7]。测定藻类物种都使用国际系列海洋和淡水藻类的决定因素。基于系统采用系统列表«藻类乌克兰»[1,2]和«Cyanoprokaryota»[8]。物种中没有添加«藻类乌克兰»根据数据库中的分类采用www.algaebase.org。

藻类物种的生态特性从数据库获得编译世界淡水藻类的从多个分析藻类生物多样性的党卫军Barinova et al。[9],添加的c . Ter Braak[10]和h . van大坝[11],根据基质偏好,温度、氧化、pH值、盐度、有机浓缩问题,吸氮代谢和营养状态。生态组分别对bio-indications评估根据他们的意义。物种,可以预见响应环境条件是用作生物指示器为特定变量的水生生态系统,动态环境变化有关。统计方法是推荐的诉海伍德[4]植物区系的发展和分类研究。多项式趋势线函数描述一般趋势。标准偏差线切断组的多数指标物种。图形程序[12]是用于比较藻群落的植物区系的方法计算相似性研究湖泊。

结果和讨论

我们研究了121 7湖泊浮游植物样本区域景观公园“Slavyansky度假村”收集2007年May-November March-November 2008年和2012年4月——2013年6月。

共334种藻类(352种和同物种的分类单元)从9个分类部门(Cyanoprocaryota,裸藻门植物、Chrysophyta Dinophyta,黄藻门、隐藻门、硅藻门、绿藻门、和轮藻门),38个订单,71个家庭和137属(表1)透露,包括原始数据(238物种和infraspecies),数据手册的Slavyansk水文地质regime-operational站(134种和infraspecies),和数据引用(47个物种和infraspecies,其中40物种和infraspecies只发现在最近的参考文献[1,2])。

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浮游生物群落是由硅藻门种类(49.43%)、Cyanoprocaryota(18.47%)和绿藻门(17.9%),构成一个重要的物种名单切断的标准差(图2)。也就是说,这三个分类的重要性分裂乌克兰是一个功能的植物(1、2、15),反映出常见的藻类植物的区域特征。

生态分析表明,所确定的物种主要局限于海底居民;占主导地位的人群也plankton-benthic居民(被趋势线标志),这些组织都是切断的标准偏差(表1,图2 b)。尽管样本浮游生物,他们收集在浅水湖泊受人为和风能混合,导致固着生物和底栖生物形式的分离,在深层水体相比,底栖生物物种在浮游生物[15]。

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图2:分布的物种分类划分和栖息地偏好研究湖泊生态组的

盐度指标代表228种属于五个生态组(表1,图3一)。Oligohalobes-indifferents主导和标准偏差线切断,但趋势线的顶部也表明组嗜盐菌的重要性。海水的首选指标物种组(oligohalobes-halophiles甚至mesohalobes和polyhalobes)反映了成矿多样性从湖湖和整个季节。干燥,湖泊盐度增加的主要因素之一(16、17),导致藻类的变化多样性,因此是藻类植物形成的气候因素之一[18]。然而,气候对水体的影响通常将优势的新鲜水域栖息地。

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图3:分布species-indicators生态组的盐度、pH值、氧化,温度偏好研究湖泊的社区

alkaliphilic和无关紧要的指标组的湖社区中pH值指标,此时标准差和趋势线(表1,图3 b)。超过总数的85%的指标酸化。因此,我们可以得出这样的结论:藻类群落的研究湖泊并不表示空气污染能导致酸化。此外,人为影响导致碱性化水的湖泊,从而打击酸化的负面影响。

bio-indication分析表明,相对于水氧饱和度和水质量将成为主流species-indicators稍微搅拌和中等富氧水(表1,图3 c)。这个结果是一致的栖息地——浅水湖泊与风搅拌。

温度指标中,最重要的是中等温度(温带)的指标,这是切断标准差和趋势线(表1,图3 d)。Bio-indication水的温度还没有足够发达[9],然而,其他估计这个因素在该地区[15]也显示中等温度区间作为区域气候常态新鲜的水。

在确定类水质标准偏差线切断只有指标组II和III类(表1,图4一)。因此,bio-indication相关的有机污染主要是人为的影响,表明,尽管高休闲负载,湖水域有满意的水质。

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图4:分布species-indicators类水质低于欧盟标准着色,生态组营养类型,营养状态,根据社区的渡边和有机污染研究湖泊

自养生物是流行的营养类型和指标之间的相对数量的氮含量的有机化合物。他们开发在低浓度的氮含量的有机化合物和/或承受氮含量的有机化合物的浓度的增加,并切断标准差线(表1,图4 b)。他们约占总数的90%的营养指标。这表明人为负载发生,但是没有有毒物质的重要价值,所以营养藻类有机会直接通过光合作用但不是由异养方式。

我们评估了湖泊营养水平以及人为的强度对生态系统的影响研究湖泊bioindication方法。由于评价营养状况被七组指标。突出集团最富营养的物种,切断的标准偏差(表1,图4 c)以及由趋势线顶部的表示。因此,相对较高的营养级,富营养的确认指示水质类以及藻类物种类型的营养,并导致研究结论无毒人为污染的湖泊。

我们发现的意义明确、middle-polluted水指标由标准差切断线(表1,图4 d)在确定有机污染的程度根据渡边[13]。Saprophiles只占总数的约13%的有机污染指标。导致我们得出结论,研究湖泊水足够干净或中度污染。

为了确定组的湖泊,类似于藻类种群多样性,构建系统树图的相似性病房方法基于Sorensen-Czekanowski指数(图5)。很明显,40%以上相似的湖泊藻类植物分为两个主要的集群。第一类包括社区的湖泊Ripne Veysove, Garache, Slipne,有关公园的北部。的第二个结合社区Levadne Chervone和湖在南公园的一部分。

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图5:系统树图的相似性研究湖泊的物种列表

藻类植物形成的自然历史的研究湖泊在他们的植物区系组成上留下了印记。藻类群落的湖泊,甚至那些接近彼此,都有自己的特点,所谓的植物区系的脸。物种组成的影响下形成的藻类营养来源、形态测量学、化学和历史的使用每一个湖泊。为了揭示的历史连接所有湖泊分布范围在公园建于树突,这显示重叠的测量列表组成的湖泊。在图6看到的百分比组成的十字路口是足够高的。然而,海藻的社区研究湖泊可以分为两个植物区系核心分离图中虚线。连接线路的厚度成正比的相似性组成。看到的第一个核心主要有Chervone湖植物(南部湖泊群),第二,Veysove湖(湖泊)北部。位置上的湖泊景观公园的地图显示第一组包括湖泊Chervone Levadne和湖——小,今年部分干涸,位于相对接近互相Chervone植物区系中心湖。第二组代表了湖泊Veysove、Garache Ripne和Slipne更深,多年生,也互相密切位于湖边的植物区系中心Veysove。在第一组湖泊由于今年部分干燥有明显波动的盐度,反映在物种组成。

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图6:树突的重叠研究物种列表的湖泊

一般来说,湖泊在矿化方面有显著的差异。因此,水的平均电导率在北部的湖泊群如下:Ripne - 9.5±1.6男男/厘米,Veysove - 10.8±0.2男男/厘米,Garache - 9.3±2.1男男/厘米,Slipne mSm - 6.6±1.1 / cm;湖泊的南方集团:Levadne - 8.0±3.1男男/厘米,Chervone - 6.7±3.6男男/厘米,湖- 11.0±0.2男男/厘米。的一部分水域盛行硫化物、硫酸盐和氯化物,影响湖泊泥浆,在其成分归类为污泥的类型,硫化矿化,sulfate-chloride, sodium-lake泥根据中央研究所的分类浴疗学和物理治疗[19]。

当比较Slaviansk湖泊和湖泊在哈萨克斯坦有类似水电导率定期观察植物的物种数量的减少湖泊与增加导电率(图7)[17]。所以,在我们的湖泊,February-June 2013年在大多数low-mineralized湖Slipne决心75藻类分类单元,而在大多数盐湖——湖在同一时期,只有31个类群。

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图7:在社区藻类物种数量和电导率之间的关系Slavyansky公园湖泊中的水。

因此,淡水物种的数量更高的作为一个整体,因此,他们作出巨大贡献指标物种的数量和增加的趋势的贡献指标组的主要淡水湖泊研究的一般特征。在这方面,在哈萨克斯坦Slavyansk公园湖泊和湖泊也有一座类似的指示种的主要群体分布与oligohalobes-indifferents占主导地位的集团和相当代表oligohalobes-halophiles和mesohalobes [17]。因此,florogenetic过程中两个植物区系核心的湖泊透露的历史作用化学水的湖泊,进而是周期性的函数干燥(16、17、18

结论

研究湖泊的浮游植物群落主要由硅藻门藻类Cyanoprocaryota,和绿藻门分类部门,反映出常见的藻类植物的区域特性。一般来说,植物的湖泊可以评估是一个功能丰富,包含334种藻类(352种和同物种的分类单元)从九个部门,其中大部分(238种和infraspecies)是2007 - 2013年期间的贡献我们的研究。

生态分析表明,大多数的藻类是底栖生物和plankton-benthic,尽管我们只选择浮游生物。这可能是由于分离periphytonic形式的浅水湖泊由于人为和风力水混合。

bioindication方法,首次实现显示,湖泊的水是微碱性,中富含氧气和温和的温度范围。

评估咸水对植物的影响是非常重要的,因为这盐成分用于spa。原来在盐度指标oligohalobes-indifferents主导,oligohalobes-halophiles和同样重要的集团,在各种salt-preferring盛行,主导只有在湖泊Chervone和湖。

Bio-indication有机污染表明,尽管高休闲负载,在湖泊水质相当满意,II和III类;水足够干净或中度污染。研究湖泊藻类物种使用的光合作用,而兼养微生物数量是无关紧要的,这反映了自然,无毒的环境,尽管重要的人为负载。

湖泊已经足够高营养级——富营养的,证实了bioindication有机污染、类水质,光合藻类营养类型

由于植物研究湖泊在很长历史时期形成的,我们评估多样性分布范围的湖泊,通过统计计算相似性度量和物种组成的十字路口。原来的相似性组成的群北部湖泊(多年生湖泊Ripne, Veysove Garache, Slipne)和南部湖泊群(部分/定期干燥湖泊Levadne Chervone,和湖)允许我们考虑Veysove湖为中心的植物的植物区系组成的核心群常年北部湖泊和植物Chervone湖为中心的南部。应该注意的是,干旱湖泊水化学因素的影响,导致盐渍化和损耗的物种组成一方面,和其他反映在植物区系起源的过程中,把湖泊目前分为两个不同的组。

我们的研究不仅揭示了高的藻类多样性公园的湖泊系统,而且还首次实现bioindication和植物区系比较方法显示的重要性自然过程的干旱影响湖泊水化学和藻类的植物区系组成。尽管高休闲负载bioindication现阶段数据显示足够的湖泊生态系统的稳定性,有必要研究和保护植物进一步监测水质。

确认

我们感谢以色列外交部吸收部分资助这个研究。

引用

全球技术峰会