Features of phytoplankton and microphytobenthos diversity in various lakes within Kyiv city (Ukraine)
Authors
,
Semeniuk N.Ye.*,
Davydov O.A.,
Koziychuk E.Sh.
Section:
Ecology, Cenology, Conservation of Algae and their Role in NatureIssue:
Vol. 36 No. 3 (2026)Pages:
133-163DOI:
https://doi.org/10.15407/alg36.03.133Abstract
The paper considers the features of the taxonomic, quantitative diversity and dominant complexes of phytoplankton and microphytobenthos in various of two Kyiv lakes – Verbne and Iordanske. Verbne Lake is a closed floodplain lake, and Iordanske Lake is the lowest waterbody in the Opechen lakes cascade — the former old river bed of Pochaina River. A total of 68 and 50 species and intraspecific taxa have been identified in the summer-autumn phytoplankton of Verbne Lake and Iordanske Lake respectively, and 58 and 63 species and intraspecific taxa — in microphytobenthos, respectively. A total species list of planktonic and benthic algae for Verbne Lake comprised 111 species and intraspecific taxa, and for Iordanske Lake — 99 species and intraspecific taxa respectively. A total of 147 species and intraspecific taxa from eight phyla have been identified in phytoplankton and microphytobenthos of the lakes under study over the summer-autumn period. The phytoplankton cell count in Verbne Lake made up 14344–120242 thous. cells/dm3, biomass — 2.756–12.703 mg/dm3, in Iordanske Lake — 134670–358654 thous. cells/dm3 and 12.634–15.757 mg/dm3 respectively. The microphytobenthos cell count in Verbne Lake made up 2169–10371 thous. cells/10 sm2, biomass 0.657–4.544 mg/10 sm2, in Iordanske Lake — 1593–5548 thous. cells/10 sm2 and 0.976–1.873 mg/10 sm2 respectively. An increase in algal communities’ cell count and biomass from summer to autumn was the common pattern for the two lakes under study. High values of Cyanobacteriophyta biomass in autumn phytoplankton (1.950 mg/dm3 in Verbne Lake and 12.010 mg/dm3 in Iordanske Lake) correspond to algal blooms levels usually observed in the Dnieper Cascade reservoirs. The phytoplankton and microphytobenthos dominant complexes according to the cell count comprised 17 species, according to biomass — 29 species, the Sorensen similarity index between them made up 0.40. Bloom-forming Cyanobacteriophyta, such as Aphanizomenon gracile Lemmermann, Microcystis pulverea (H.C.Wood) Forti, Planktothrix agardhii (Gomont) Anagnostidis & Komárek, Limnothrix redekei (Goor) Meffert, made up a significant portion of the lake phytoplankton dominant complex. Some of the aforementioned planktonic species were also a part of microphytobenthos dominant complex, which was evidently caused by mass effect. Assessment of the lakes’ trophic state according to phytoplankton and microphytobenthos has shown that Verbne Lake is eutrophic and Iordanske Lake is eutrophic-polytrophic. Therefore, notwithstanding close geographic location, the lake ecosystems under study differ significantly in their algal communities’ taxonomic composition, quantitative development, dominant complexes, structure and trophic state.
Keywords:
phytoplankton, microphytobenthos, taxonomic, quantitative diversity, Cyanobacteriophyta, Bacillariophyta, Chlorophyta, various lakes, algal bloomsFull text
References
Arrangement of water-protection areas of urban waterbodies on the grounds of ecological assessment of water quality. 2016. Ed. I.V. Panasiuk. Kyiv. 94 p. [Упорядкування водоохоронних зон міських водойм на основі екологічної оцінки якості вод. 2016. Під заг. редакцією І.В. Панасюка. Київ. 94 с.]
Climate of Kyiv. 2010. Ed. V.I. Osadchyi, V.M. Kosovets, V.M. Babichenko. Kyiv: Ukrainian Research Hydrometeorological Institute, Central Geophysical Observatory. 320 p. [Клімат Києва. 2010. За ред. В.І. Осадчого, В.М. Косовця, В.М. Бабіченко. Київ: Український науково-дослідний гідрометеорологічний інститут, Центральна гідрофізична обсерваторія. 320 с.]
Davydov O.A. 2019. Ecological and morphological structure of microphytobenthos in Verbne Lake (Ukraine). In: Advances in Modern Phycology: Book of Abstracts of the VI International Conference (Kyiv, 15–17 May, 2019). Kyiv. Pp. 28–29.
Davydov O.A., Hrygor’yeva G.Ye. 2024. Quantitative indices of autumn microphytobenthos development in Verbne Lake (Ukraine). In: State and diversity of ecosystems of Shatsk National Natural Park and other nature protection areas: Proceedings of the 20th All-Ukrainian scientific conference (Lviv – Shatsk – Vorokhta, 5–8 Sept., 2024). Lviv: SPOLOM. Pp. 52–54. [Давидов О.А., Григор’єва Г.Є. 2024. Кількісні показники розвитку осіннього мікрофітобентосу озера Вербне (Україна). У кн..: Стан і біорізноманіття екосистем Шацького національного природного парку та інших природоохоронних територій: Матеріали XX Всеукраїнської наукової конференції (Львів – Шацьк – Ворохта, 5–8 вер. 2024 р.). Львів: СПОЛОМ. С. 52–54.]
Davydov O.A., Larionova D.P. 2012. Assessment of trophic status of the water bodies of lentic type of the urbanized territories by degree of microphytobenthos development. The Scientific Issue of Ternopil National Pedagogical University. Ser.: Biology. 4(53): 42–45. [Давидов О.А., Ларіонова Д.П. 2012. Оцінка трофічного статусу водних об’єктів лентичного типу урбанізованих територій за рівнем розвитку мікрофітобентосу. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету. Сер.: Біологія. 4(53): 42–45.]
Davydov O.A., Larionova D.P. 2013. Impact of anthropogenic pressure upon microphytobenthos development in urban waterbodies. In: Integrated management of water resources. Kyiv: DIA. Pp. 100–104. [Давидов О.А., Ларіонова Д.П. 2013. Вплив антропогенного навантаження на розвиток мікрофітобентосу водойм урбанізованих територій. У кн.: Інтегроване управління водними ресурсами. Київ: ДІА. С. 100–104.]
Davydov O.A., Larionova D.P. 2015. Microphytobenthos of an urban waterbody with high recreational pressure. In: State and biodiversity of Shatsk National Natural Park ecosystems: Proceedings of the Scientific conference (10–13 Sept., 2015). Lviv: SPOLOM. P. 23. [Давидов О.А., Ларіонова Д.П. 2015. Мікрофітобентос водойми мегаполісу з високим рекреаційним навантаженням. У кн.:Стан і біорізноманіття екосистем Шацького національного природного парку: Матеріали наукової конференції (10–13 вересня 2015 р.). Львів: СПОЛОМ. С. 23.]
Davydov O.A., Larionova D.P. 2019. Microphytobenthos as biological indicator of changes in hydromorphometric parameters of water bodies of Kyiv. The Scientific Issue of Ternopil National Pedagogical University. Ser.: Biology. 78 (4): 30–35. [Давидов О.А., Ларіонова Д.П. 2019. Мікрофітобентос як біоіндикатор зміни гідроморфометричних параметрів водного об’єкту міста Києва. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету. Сер.: Біологія. 4(78): 30–35.] https://doi.org/10.25128/2078-2357.19.4.5
Davydov O.A., Koziychuk E.Sh., Hrygor’yeva G.Ye., Zhorova A.V. 2024. Dominant complexes of microphytobenthos and phytoepiphyton in the bays of the Kaniv Reservoir’s upper section. In: Science and society: modern trends in a changing world: Proceedings of the 2nd International scientific and practical conference. Vienna, Austria: MDPC Publishing. Pp. 61–64. [Давидов О.А., Козійчук Е.Ш., Григор'єва Г.Є., Жорова А.В. 2024. Домінуючі комплекси мікрофітобентосу та фітоепіфітону заток Верхньої ділянки Канівського водосховища. In: Science and society: modern trends in a changing world: Proceedings of the 2nd International scientific and practical conference. Vienna, Austria: MDPC Publishing. Pp. 61–64.]
Davydov O.A., Shcherbak V.I., Semeniuk N.Ye., Koziychuk E.Sh. 2025. Structure of microphytobenthos in the pelagic and littoral areas of Kyiv Reservoir. Algologia. 35(3): 173–193 [Давидов О.А., Щербак В.І., Семенюк Н.Є., Козійчук Е.Ш. Структура мікрофітобентосу пелагіалі та літоралі Київського водосховища. Альгологія. 35(3): 173–193.] https://doi.org/10.15407/alg35.03.173
Guiry M.D., Guiry G.M. 2026. AlgaeBase. World-wide electron. Publ. Nat. Univ. Ireland, Galway. Available from: https://www.algaebase.org
Hilt S. 2015. Regime shifts between macrophytes and phytoplankton – concepts beyond shallow lakes, unravelling stabilizing mechanisms and practical consequences. Limnetica. 34(2): 467–480. https://doi.org/10.23818/LIMN.34.35
Hrygor’yeva G.Ye. 2025. Characterization of the autumn microphytobenthos and phytoepiphyton of the littoral of Lake Verbne (Kyiv, Ukraine). Algologia. 35(1): 58–72. [Григор’єва Г.Є. 2025. Характеристика осіннього мікрофітобентосу та фітоепіфітону літоралі оз. Вербне (м. Київ, Україна). Альгологія. 35(1): 58–72.] https://doi.org/10.15407/alg35.01.058
Larionova D.P., Davydov O.A. 2018. Autochthonous components of Lake Verbne. In: Biological research – 2018. Collect. Sci. Papers. Zhytomyr: Ruta. Pp. 181–182. [Ларіонова Д.П., Давидов О.А. 2018. Автохтонні компоненти озера Вербне. У кн.: Біологічні дослідження – 2018. Збірник наукових праць. Житомир: Рута. С. 181–182.]
Larose D.T., Larose C.D. 2015. Hierarchical and k-mean clustering. In: Data mining and predictive analytics. John Wiley & Sons, Inc. Pp. 523–530.
Lynnyk P.M., Zhezheria V.A., Zhezheria T.P., Osypenko V.P., Batog S.V., Kipnis L.S., Starosila E.V., Goncharova M.T., Konovets I.M., Gorbatyuk L.O., Pasichna O.O. Zadorozhna G.M., Klochenko P.D., Shevchenko T.F. 2023. State of urban waterbodies, lakes of Opechen system. Kyiv. 172 p. [Линник П.М., Жежеря В.А., Жежеря Т.П., Осипенко В.П., Батог С.В., Кіпніс Л.С., Старосила Є.В., Гончарова М.Т., Коновець І.М., Горбатюк Л.О., Пасічна О.О., Задорожна Г.М., Клоченко П.Д., Шевченко Т.Ф. 2023. Стан водних об’єктів урбанізованих територій, озера системи Опечень. Київ. 172 с.]
Medved’ V.O., Kharchenko G.V. 2022. Pigment and quantitative indices of phytoplankton of megalopolis lakes and assessment of their trophic status. Hydrobiological Journal. 58(3): 54–67. https://doi.org/10.1615/HydrobJ.v58.i3.50
Minicheva G.G., Garkusha O.P., Kalashnik K.S., Marinets G.V., Sokolov Y.V. 2025. Response of the Black Sea planktonic and benthic algae to the consequences of the Kakhovka Reservoir dam on the Dnipro River (Ukraine) destruction. International Journal on Algae. 27(2): 157–176. https://doi.org/10.1615/InterJAlgae.v27.i2.50
Morozova A.A. 2009. To the issue of anaerobic zone formation and their impact upon the water quality in the urban lake ecosystems. Hydrology, Hydrochemistry and Hydroecology. 16: 169–177.
Romanenko O.V., Arsan O.M., Kipnis L.S., Sytnik Yu.M. 2015. Ecological problems of Kyiv Reservoir and adjacent territories. Kyiv: Naukova Dumka. 190 p. [Романенко О.В., Арсан О.М., Кіпніс Л.С., Ситник Ю.М. 2015. Екологічні проблеми Київського водосховища і прилеглих територій. Київ: Наукова думка. 190 с.]
Romanenko V.D., Yakushin V.M., Shcherbak V.I et al. 2019. Biodiversity and bioresource potential of the Dnieper water reservoirs under conditions of climate change and biological invasion. Kyiv: Naukova Dumka. 275 p. [Романенко В.Д., Якушин В.М., Щербак В.І. та ін. 2019. Біорізноманіття та біоресурсний потенціал екосистем дніпровських водосховищ в умовах кліматичних змін і розвитку біологічної інвазії. Київ: Наукова думка. 275 с.]
Semenyuk N.Ye., Shcherbak V.I. 2016. Structural and functional organization of phytoepiphyton of the Dnieper reservoirs and factors influencing its development. Rep. 1. Role of some hydrophysical factors. Hydrobiological Journal. 52(5): 3–17. https://doi.org/10.1615/HydrobJ.v52.i5.10
Semeniuk N.Ye., Shcherbak V.I., Davydov O.A., Koziychuk E.Sh., Yuryshynets V.I. 2024. Spatial dynamics of planktonic and contour algal metacommunities in lotic and lentic ecosystems. The Scientific Issue of Ternopil National Pedagogical University. Ser.: Biology. 84(2): 40–50. [Семенюк Н.Є., Щербак В.І., Давидов О.А., Козійчук Е.Ш., Юришинець В.І. 2024. Просторова динаміка планктонних і контурних альгометаугруповань лотичних і лентичних екосистем. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету. Сер.: Біологія. 84(2): 40–50.] https://doi.org/10.25128/2078-2357.24.2.5
Shcherbak V.I. 2005. Structural and functional organization of phytoplankon in some diverse waterbodies within Kyiv territory. In: Ecological State of Kyiv waterbodies. Kyiv: Fitosotsiotsentr. Pp. 97–109. [Щербак В.І. 2005. Структурно-функціональна організація фітопланктону деяких різнотипних водойм м. Києва. У кн.: Екологічний стан водойм м. Києва. Київ: Фітоцентр. С. 97–109.]
Shcherbak V.I. 2006. Phytoplankton. Phytomicrobenthos. In: Methods of hydroecological studies of surface waters. Kyiv: Logos. Pp. 8–32. [Щербак В.І. 2006. Фітопланктон. Фітомікробентос. В кн.: Методи гідроекологічних досліджень поверхневих вод. Київ: Логос. С. 8–32.]
Shcherbak V.I. 2019. Response of phytoplankton of the Kiev Reservoir to the increase in summer temperatures. Hydrobiological Journal. 55(1): 18–35. https://doi.org/10.1615/HydrobJ.v55.i1.20
Shcherbak V.I., Semenyuk N.Ye., Linchuk M.I. 2019. Winter under the ice water bloom formed by Aphanizomenon gracile Lemmermann. Hydrobiological Journal. 55(5): 20–34. https://doi.org/10.1615/HydrobJ.v55.i5.20
Shcherbak V.I., Semenyuk N.Ye., Yakushin V.M. 2022. Phytoplankton structural and functional organisation in a large lowland reservoir under the global climate change (case study of the Kaniv Reservoir). Hydrobiological Journal. 58(6): 3–27. https://doi.org/10.1615/HydrobJ.v58.i6.10
Shcherbak V.I., Semeniuk N.Ye., Davydov O.A. 2024a. Studying spatial distribution of planktonic, benthic and periphytic algal metacommunities in aquatic ecosystems of different types. Ecology and Noospherology. 35(2): 112–120. [Щербак В.І., Семенюк Н.Є., Давидов О.А. 2024a. Дослідження просторового розподілу метаугруповань водоростей планктону, бентосу, перифітону в різнотипних гідроекосистемах. Ecology and Noospherology. 35(2): 112–120.] https://doi.org/10.15421/032418
Shcherbak V.I., Semeniuk N.Ye., Maistrova N.V. 2026. Harmful algal blooms in upper-cascade Dnieper reservoirs under present conditions. Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine. 1: 62–73. [Щербак В.І., Семенюк Н.Є., Майстрова Н.В. «Цвітіння» води верхньокаскадних дніпровських водосховищ у сучасних умовах. Доповіді НАН України. 1: 62–73.] https://doi.org/10.15407/dopovidi2026.01.062
Shcherbak V.I., Semeniuk N.Ye., Davydov O.A., Koziychuk E.Sh. 2024b. Dominant species complexes in planktonic, benthic and periphytic algal metacommunities. The Scientific Issue of Ternopil National Pedagogical University. Ser.: Biology. 84(3–4): 35–45. [Щербак В.І., Семенюк Н.Є., Давидов О.А., Козійчук Е.Ш. 2024b. Домінуючі комплекси видів у метаугрупованнях водоростей планктону, бентосу, перифітону. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету. Сер.: Біологія. 84(3–4): 35–45.] https://doi.org/10.25128/2078-2357.24.3-4.5
Shcherbak V.I., Semeniuk N.Ye., Davydov O.A., Larionova D.P. 2023. Present-day characteristics of phytoplankton, microphytobenthos and phytoepiphyton of the Kaniv Reservoir. Report 1: Taxonomic, ecological diversity and spatial patterns. Algologia. 33(3): 147–184. [Щербак В.І., Семенюк Н.Є., Давидов О.А., Ларіонова Д.П. 2023. Сучасна характеристика фітопланктону, мікрофітобентосу та фітоепіфітону Канівського водосховища. Повідомлення 1: Таксономічне, екологічне різноманіття та просторовий розподіл. Альгологія. 33(3): 147–184.] https://doi.org/10.15407/alg33.03.147
Shcherbak V.I., Semenyuk N.Ye., Davydov O.A. Koziychuk E.Sh. 2025. Planktonic and contour algal communities in the Ukrainian section of the Western Bug River and its tributaries. Report 1. International Journal on Algae. 27(2): 117–138. https:/doi.org/10.1615/InterJAlgae.v27.i2.30
Sørensen T. 1948. A method of establishing groups of equal amplitude in plant sociology based on similarity of species content and its application to analyses of the vegetation of Danish commons. Kongelige Danske Videnskabernes Selskab. 5(4): 1–46.
Yuryshynets V.I., Semeniuk N.Ye., Shcherbak V.I., Davydov O.A., Koziychuk E.Sh., Shelyuk Yu.S. 2024. Some issues and challenges of applying metacommunity theory in complex studies of phytoplankton, phytobenthos and phytoperiphyton of continental aquatic ecosystems. Ukrainian Journal of Natural Sciences. 9: 56–73. [Юришинець В.І., Семенюк Н.Є., Щербак В.І., Давидов О.А., Козійчук Е.Ш., Шелюк Ю.С. 2024. Деякі актуальні проблеми застосування теорії метаугруповань при комплексному вивченні фітопланктону, мікрофітобентосу, фітоперифітону континентальних водних екосистем. Український журнал природничих наук. 9: 56–73.] https://doi.org/10.32782/naturaljournal.9.2024.6
