Autecological features and characteristics of diatoms (Bacillariophyta Karsten) in the lower reaches of the Vorskla River
Section:
Flora and GeographyIssue:
Vol. 32 No. 2 (2022)Pages:
133–151DOI:
https://doi.org/10.15407/alg32.02.133Abstract
The species diversity of diatoms in the lower reaches of the Vorskla River, which belong to the territory of the Regional Landscape Park "Nizhnovorsklyansky", is analyzed. The material for the work comes from algological samples collected in the lower reaches of the Vorskla River in the spring and autumn periods. A section of about 7 km of the lower reaches of the Voskla River, a section of the Vorskla Bay and the Kamyanke Reservoir, floodland water bodies, swamps and wetlands were surveyed. Collection of algae samples was carried out from different ecology groups. Samples were processed in live and fixed state using the method of direct microscopy. A total of 288 taxa were identified. An analysis of the autecology of 133 representatives of diatoms in relation to the main environmental factors (temperature, acidity, salinity) has been carried out. The obtained digital data were processed by generally accepted methods of statistical research. Based on Ellenberg scales, phytoindication methods are used to characterize the ecological niche and to clarify the nature of the interaction between the main ecofactors of the noted representatives of Bacillariophyta. Based on the analysis of the values of the range of variation of ecofactors, the range of the optimum zone for the studied species was established, and according to the tolerance amplitude (BP) they were divided into 4 classes (stenotopic, hemistenotopic, hemieurytopic and eurytopic). It is established that the ecological niche of the studied taxa is characterized by a shift towards a neutral environment in terms of acidity (6.5 ≤ рН ≥ 7.5) and salinity 0–2‰. Groups of stenotopic species to the temperature, salinity and acidity of the environment, which can be sensitive indicators of changes in these environmental factors, have been identified. According to the results of hierarchical clustering, the affinity of the studied indicator species was established. Clusters that unite a complex of species characterized by similar values of ecological amplitude to the leading environmental factors were formed.
Keywords:
Bacillariophyta, indicator species, ecological Ellenberg scalesFull text
References
Algae of Ukraine: diversity, nomenclature, taxonomy, ecology and geography. 2009. Vol. 2. Bacillariophyta. Eds P.M. Tsarenko, S.P. Wasser, E. Nevo. Ruggell: A.R.G. Gantner Verlag K.-G. 413 p.
Algae: Reference Book. 1989. Ed. S.P. Wasser. Kyiv: Naukova Dumka. 608 p. [Водоросли: Справочник. 1989. Под ред. С.П. Вассера. Киев: Наук. думка. 608 с.].
Barinova S.S. 2013. Ecological modeling for communities of diatoms. In: Materials of XIII International Algology Conference «Diatoms: current status and prospects of research». Kostroma. Pp. 2425.
Barinova S.S., Bilous O.P., Tsarenko P.M. 2019. Algal indication of water bodies in Ukraine: methods and perspectives. Haifa, Kyiv: Univ. Haifa Publ. 367 p. [Баринова С.С., Бeлоус Е.П., Царенко П.М. 2019. Альгоиндикация водных объектов Украины: методы и перспективы. Хайфа, Киев: Изд-во Ун-та Хайфы. 367 с.].
Barinova S.S., Medvedeva L.A., Anissimova O.V. 2006. Diversity of algal indicators in environmental assessment. Tel Aviv: Pil. Stud. 498 р. [Бaринова С.С., Медведева Л.А., Анисимова О.В. 2006. Биоразнообразие водорослей-индикаторов окружающей среды. Тель Авив: Pil. Stud. 498 с.].
Budzhak V.V., Didukh Ya.P., Chorney I.I., Tokariuk A.I. 2019. Methodological aspects of prediction of distribution of alien species on the basis of phytoindication. Chornomor. Bot. J. 15(2): 113-123. [Буджак В.В., Дідух Я.П., Чорней І.І., Токарюк А.І. 2019. Mетодичні аспекти прогнозування поширення чужорідних видів на основі фітоіндикації. Чорномор. бот. журн. 15(2): 113-123]. https://doi.org/10.32999/ksu1990-553X/2019-15-2-2
Bukhtiyarova L.N. 1999. Bacillariophyta in biomonitoring of river ecosystems. Current state and prospects for use. Algologia. 9(3): 89-103. [Бухтиярова Л.Н. 1999. Bacillariophyta в биомониторинге речных экосистем. Современное состояние и перспективы использования. Альгология. 9(3): 89-103].
Climatogenic changes of plant life of the Ukrainian Carpathians. 2016. Ed. Ya.P. Didukh, I.I. Chorney. Chernivtsi: DrukArt. 280 p. [Кліматогенні зміни рослинного світу Українських Карпат. Ред. Я.П. Дідух, І.І. Чорней. Чернівці: ДрукАрт. 280 с.].
Didukh Ya.P. 1990. Methodological approaches to the problems of phytoindication of ecological factors. Ukr. Bot. J. 47(6): 5-12. [Дідух Я.П. 1990. Методологічні підходи до проблем фітоіндикації екологічних факторів. Укр. бот. журн. 47(6): 5-12].
Didukh Ya.P. 2012. Fundamentals of bioindication. Kyiv: Naukova Dumka. 343 р. [Дідух Я.П. 2012. Основи біоіндикації. Київ: Наук. думка. 343 с.].
Didukh Ya.P. 2012a. Modern ideas about the economy and approaches to its evaluation. Sci. Notes Nat. Univ. Kyiv-Mohyla Acad. 132: 41-48. [Дідух Я.П. 2012a. Сучасні уявлення про еконішу і підходи до її оцінки. Наук. зап. Нац. ун-ту Києво-Могилян. акад. 132: 41-48].
Didukh Ya.P., Plyuta P.H. 1994. Phytoindication of ecological factors. Kyiv: Naukova Dumka. 280 р. [Дідух Я.П., Плюта П.Г. 1994. Фітоіндикація екологічних факторів. Київ: Наук. думка. 280 с.].
Ecoflora of Ukraine. 2000. Vol. 1. Ed. Ya.P. Didukh. Kyiv: Phytosociocentre. 284 p. [Екофлора України. 2000. Т. 1. Ред. Я.П. Дідух. Київ: Фітосоціоцентр. 284 c.].
Gorbulin O. 2016. Species diversity and autecology of Bacillariophyta of continental water bodies of Ukraine. Phytodiver. East. Europe. 10(2): 33-95. [Горбулин О.С. 2016. Видовой состав и аутэкология Bacillariophyta континентальных водоемов Украины. Фиторазнообразие Восточной Европы. 10(2): 33-95].
Hustedt F. 1957. Die Diatomeenflora des Flußsystems der Weser im Gebiet der Hansestadt Bremen. Abh. Nat. Ver. Brem. 34(3): 181-440.
Kornell P. 2007. Data analysis in Excel. Just like two and two. Moscow: Eksmo. 224 p. [Корнелл П. 2007. Анализ данных в Excel. Просто как дважды два. М.: Эксмо. 224 с.].
Kryvosheia-Zakharova О.М. 2020. Diatoms of the Poltava-Plain algofloristic district (Ukraine): PhD (Biol.). Abstract. Kyiv. 10 p. [Кривошея-Захарова О.М. 2020. Діатомові водорості Полтавськорівнинного альгофлористичного району (Україна): Автореф. дис. … канд. біол. наук. Київ. 10 с.].
Lakin G.F. 1990. Biometrics. Moscow: Vysshaya shkola. 352 p. [Лакин Г.Ф. 1990. Биометрия. М.: Высш. школа. 352 с.].
Lapach S.N., Chubenko A.V., Babich P.N. 2001. Statistical methods in biomedical research using Excel. Kyiv: MORION. 408 p. [Лапач С.Н., Чубенко А.В., Бабич П.Н. 2001. Статистические методы в медико-биологических исследованиях с использованием Excel. Киев: МОРИОН. 408 с.].
Makarova N.V. 2012. Statistical analysis of biomedical data using statistical software packages Statistica, SPSS, NCSS, SYSTAT. St. Petersburg: Politekh-Service. 178 p. [Макарова Н.В. 2012. Статистический анализ медико-биологических данных с использованием пакетов статистических программ Statistica, SPSS, NCSS, SYSTAT. Санкт-Петербург: Политех-Cервис 178 с.].
Rayda E.V. 2005. Algae of swamps of the landscape reserve "Vishnyaki" (Poltava region). Bull. Karazin Kharkiv Nat. Univ. Biology.709(1-2): 67-71. [Райда Е.В. 2005. Водоросли болот ландшафтного заказника «Вишняки» (Полтавская область). Вісн. Харк. нац. ун-ту ім. В.Н. Каразіна. Біологія. 709(1-2): 67-71].
Rayda E.V. 2012. In: Advances in modern phycology: Mat. IV Int. Conf. (Kyiv, 23-25 May, 2012). Kyiv. Pp. 248-249. [Райда Е.В. 2012. Общая характеристика водорослей водоемов регионального ландшафтного парка «Нижневорсклянский». В кн.: Актуальные проблемы современной альгологии: Мат. ІV Междунар. конф. (Киев, 23-25 мая 2012 г.). Киев. С. 248-249]. https://doi.org/10.1111/j.1525-139X.2012.01070.x
Rayda E.V. 2013. Algae of reservoirs of the regional landscape park «Nizhnevorsklyansky» (Ukraine). PhD (Biol.) Thesis. Kyiv. 504 p. [Райда О.В. 2013. Водорості водойм регіонального ландшафтного парку «Нижневорсклянський» (Україна): Дис. … канд. біол. наук. Київ. 504 с.].
Rokach L., Maimon O. 2005. In: Data mining and knowledge discovery handbook. Springer. Pp. 321-352. https://doi.org/10.1007/b107408
Van Dam H., Mertens A., Sinkeldam J. 1994. A coded check list and ecological indicator values of freshwater diatoms from the Netherlands. Neth. J Aquat. Ecol. 28(1): 117-133. https://doi.org/10.1007/BF02334251
Zaytsev H.N. 1990. Mathematics in experimental botany. Moscow: Nauka. 296 p. [Зайцев Г.Н. 1990. Математика в экспериментальной ботанике. М.: Наука. 296 с.].
