Temporary dynamics of morphometric characteristics of phytoplankton in the coastal waters of the Crimea (Black Sea, Ukraine)
The morphometric characteristics of algae at different levels of hierarchical organization – cells, species, functional complexes of species, taxa (diatom algae, dinoflagellates) and phytoplankton as a whole were analyze. Study based on the results of monitoring carried out near the shores of Sevast...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
M.G. Kholodny Institute of Botany, NAS of Ukraine
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://algologia.co.ua/journal/article/view/32.4.284 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Algologia |
Репозитарії
Algologia| id |
oai:algologia.co.ua:article-11 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Algologia |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
cell shape sphericity index dinoflagellates diatoms seasonal dynamics Crimean coast the Black Sea індекс сферичності форми клітин динофлагеляти та діатомові водорості сезонна динаміка прибережжя Криму Чорне море |
| spellingShingle |
cell shape sphericity index dinoflagellates diatoms seasonal dynamics Crimean coast the Black Sea індекс сферичності форми клітин динофлагеляти та діатомові водорості сезонна динаміка прибережжя Криму Чорне море Bryantseva, Yu.V. Temporary dynamics of morphometric characteristics of phytoplankton in the coastal waters of the Crimea (Black Sea, Ukraine) |
| topic_facet |
cell shape sphericity index dinoflagellates diatoms seasonal dynamics Crimean coast the Black Sea індекс сферичності форми клітин динофлагеляти та діатомові водорості сезонна динаміка прибережжя Криму Чорне море |
| format |
Article |
| author |
Bryantseva, Yu.V. |
| author_facet |
Bryantseva, Yu.V. |
| author_sort |
Bryantseva, Yu.V. |
| title |
Temporary dynamics of morphometric characteristics of phytoplankton in the coastal waters of the Crimea (Black Sea, Ukraine) |
| title_short |
Temporary dynamics of morphometric characteristics of phytoplankton in the coastal waters of the Crimea (Black Sea, Ukraine) |
| title_full |
Temporary dynamics of morphometric characteristics of phytoplankton in the coastal waters of the Crimea (Black Sea, Ukraine) |
| title_fullStr |
Temporary dynamics of morphometric characteristics of phytoplankton in the coastal waters of the Crimea (Black Sea, Ukraine) |
| title_full_unstemmed |
Temporary dynamics of morphometric characteristics of phytoplankton in the coastal waters of the Crimea (Black Sea, Ukraine) |
| title_sort |
temporary dynamics of morphometric characteristics of phytoplankton in the coastal waters of the crimea (black sea, ukraine) |
| title_alt |
Часова динаміка морфометричних характеристик фітопланктону в прибережній акваторії Криму (Чорне море, Україна) |
| description |
The morphometric characteristics of algae at different levels of hierarchical organization – cells, species, functional complexes of species, taxa (diatom algae, dinoflagellates) and phytoplankton as a whole were analyze. Study based on the results of monitoring carried out near the shores of Sevastopol (the Black Sea) in different periods (2004−2006 and 2009−2014), using the cells shape sphericity index (CSSI). It is shown that for each period there is a certain range of fluctuations of average values, both in seasonal and interannual dynamics. A comparison of the two investigated periods by the average CSSI showed a statistically significant decrease in diatoms and a slight increase in dinoflagellates, which may be associated with a shift in the species composition of diatom algae towards more elongated forms, and more rounded in dinoflagellates. Based on the example of two species with elongated cell forms: the diatom Proboscia alata (Brightwell) Sundström and the dinoflagellate Tripos furca (Ehrenberg) F.Gómez, as well as on the 3rd complex as a whole, a significant positive correlation with the water density on the surface was found with the 99% confidence level, which quantitatively confirms their seasonal polymorphism. The analysis of the seasonal dynamics of CSSI of diatoms as a whole showed statistically significant differences and a wide range of fluctuations by month. In the seasonal dynamics, three waves with an interval of four months were found, which corresponded to the seasonal course of the population quantity, except for the March bloom of the 2nd complex representatives belonging to the genus Pseudo-nitszchia H.Peragallo, as a result of which the CSSI was minimal. The May and September maxima of numbers corresponded to the maxima of the CSSI due to bloom and the development of the 1st complex representatives, mainly of the genus Chaetoceros Ehrenberg. For dinoflagellates seasonal differences were not significant and varied within a narrow range, with high mean values (above 0.94) for most of the year. The CSSI minima coincided with the population maxima in May and October. The range of CSSI fluctuations in the seasonal dynamics of diatoms (34.7%) was an order of magnitude higher than that of dinoflagellates (3.7%), which indicates a more stable grouping structure of the latter. Therefore, the average form depends to a large extent on species diversity. At the same time, diatoms are characterized by greater plasticity in adapting to environmental conditions. All phytoplankton are characterized by high CSSI values for most of the year due to the predominance of small flagellates and Prymnesiophyceae algae, with an episodic decrease during the period of diatom bloom in spring and autumn. The rounding of the grouping of both diatoms and dinoflagellates in 2010 May be a response to an abnormally high temperature of water, which led to the intensification of trophic processes in the marine environment. The obtained results can be used as a baseline for comparison in case of resumption of monitoring in this area in the future. The proposed method can be used as a basis for carrying out similar monitoring in any other water area of any type of reservoir. |
| publisher |
M.G. Kholodny Institute of Botany, NAS of Ukraine |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://algologia.co.ua/journal/article/view/32.4.284 |
| work_keys_str_mv |
AT bryantsevayuv temporarydynamicsofmorphometriccharacteristicsofphytoplanktoninthecoastalwatersofthecrimeablackseaukraine AT bryantsevayuv časovadinamíkamorfometričnihharakteristikfítoplanktonuvpriberežníjakvatorííkrimučornemoreukraína |
| first_indexed |
2024-09-01T17:58:54Z |
| last_indexed |
2024-09-01T17:58:54Z |
| _version_ |
1809017507246243840 |
| spelling |
oai:algologia.co.ua:article-112023-08-27T14:58:33Z Temporary dynamics of morphometric characteristics of phytoplankton in the coastal waters of the Crimea (Black Sea, Ukraine) Часова динаміка морфометричних характеристик фітопланктону в прибережній акваторії Криму (Чорне море, Україна) Bryantseva, Yu.V. cell shape sphericity index dinoflagellates diatoms seasonal dynamics Crimean coast the Black Sea індекс сферичності форми клітин динофлагеляти та діатомові водорості сезонна динаміка прибережжя Криму Чорне море The morphometric characteristics of algae at different levels of hierarchical organization – cells, species, functional complexes of species, taxa (diatom algae, dinoflagellates) and phytoplankton as a whole were analyze. Study based on the results of monitoring carried out near the shores of Sevastopol (the Black Sea) in different periods (2004−2006 and 2009−2014), using the cells shape sphericity index (CSSI). It is shown that for each period there is a certain range of fluctuations of average values, both in seasonal and interannual dynamics. A comparison of the two investigated periods by the average CSSI showed a statistically significant decrease in diatoms and a slight increase in dinoflagellates, which may be associated with a shift in the species composition of diatom algae towards more elongated forms, and more rounded in dinoflagellates. Based on the example of two species with elongated cell forms: the diatom Proboscia alata (Brightwell) Sundström and the dinoflagellate Tripos furca (Ehrenberg) F.Gómez, as well as on the 3rd complex as a whole, a significant positive correlation with the water density on the surface was found with the 99% confidence level, which quantitatively confirms their seasonal polymorphism. The analysis of the seasonal dynamics of CSSI of diatoms as a whole showed statistically significant differences and a wide range of fluctuations by month. In the seasonal dynamics, three waves with an interval of four months were found, which corresponded to the seasonal course of the population quantity, except for the March bloom of the 2nd complex representatives belonging to the genus Pseudo-nitszchia H.Peragallo, as a result of which the CSSI was minimal. The May and September maxima of numbers corresponded to the maxima of the CSSI due to bloom and the development of the 1st complex representatives, mainly of the genus Chaetoceros Ehrenberg. For dinoflagellates seasonal differences were not significant and varied within a narrow range, with high mean values (above 0.94) for most of the year. The CSSI minima coincided with the population maxima in May and October. The range of CSSI fluctuations in the seasonal dynamics of diatoms (34.7%) was an order of magnitude higher than that of dinoflagellates (3.7%), which indicates a more stable grouping structure of the latter. Therefore, the average form depends to a large extent on species diversity. At the same time, diatoms are characterized by greater plasticity in adapting to environmental conditions. All phytoplankton are characterized by high CSSI values for most of the year due to the predominance of small flagellates and Prymnesiophyceae algae, with an episodic decrease during the period of diatom bloom in spring and autumn. The rounding of the grouping of both diatoms and dinoflagellates in 2010 May be a response to an abnormally high temperature of water, which led to the intensification of trophic processes in the marine environment. The obtained results can be used as a baseline for comparison in case of resumption of monitoring in this area in the future. The proposed method can be used as a basis for carrying out similar monitoring in any other water area of any type of reservoir. За результатами моніторингу, проведеного біля берегів Севастополя (Чорне море) у різні періоди років (2004−2006 та 2009−2014 рр.), за допомогою індексу сферичності форми клітин (ІСФ) проаналізовано морфометричні характеристики водоростей на різних рівнях ієрархічної організації − клітини, види, функціональні комплекси видів, таксони (діатомові водорості, динофлагеляти) та фітопланктону в цілому. Показано, що для кожного з них існує певний діапазон коливань середніх значень як у сезонній, так і в міжрічній динаміці. Порівняння двох досліджених періодів за середніми ІСФ показало статистично значуще зниження в діатомових та незначне збільшення в динофлагелят, що може бути пов'язано зі зсувом видового складу діатомових водоростей у бік більш витягнутих форм та більш округлих у динофлагелят. На прикладі двох видів з витягнутими формами клітин − діатомової водорості Proboscia alata (Brightwell) Sundström і динофлагеляти Tripos furca (Ehrenberg) F.Gómez, а також 3-го комплексу в цілому, встановлено значний позитивний зв'язок зі щільністю води на поверхні з рівнем достовірності 99%, що кількісно підтверджує їхній сезонний поліморфізм. Аналіз сезонної динаміки ІСФ діатомових в цілому показав статистично значущі відмінності та широкий діапазон коливань по місяцях. У сезонній динаміці виявлено три хвилі з інтервалом у 4 місяці, які відповідали сезонному ходу чисельності, за винятком березневого «спалаху» представників 2-го комплексу роду Pseudo-nitszchia H.Peragallo, внаслідок чого ІСФ був мінімальним. Травневий та вересневий максимуми чисельності відповідали максимумам ІСФ за рахунок «спалахів» розвитку представників 1-го комплексу, переважно роду Chaetoceros Ehrenberg. Для динофлагелят сезонні відмінності виявилися незначущими й коливались у вузькому діапазоні, з високими середніми значеннями (понад 0,94) більшу частину року. Мінімуми ІСФ збігалися з максимумами чисельності у травні та жовтні. Розмах коливань ІСФ у сезонній динаміці діатомових водоростей (34,7%) на порядок перевищував такий у динофлагелят (3,7%), що свідчить про більш стабільну структуру угруповання останніх. Отже, середня «форма» залежить значною мірою від видового різноманіття. У той же час діатомові характеризуються більшою пластичністю в адаптаціях до умов середовища. Для всього фітопланктону характерні високі значення ІСФ більшу частину року за рахунок переважання за чисельністю дрібних джгутикових і примнезієвих водоростей, з епізодичним зниженням у період спалахів розвитку діатомових навесні та восени. Округлення форм клітин угруповання як діатомових, так і динофлагелят у 2010 р. може бути реакцією на аномально високу температуру, що призвело до інтенсифікації трофічних процесів у морському середовищі. Отримані результати можуть бути використані як базові для зіставлення в разі відновлення моніторингу в даному районі в майбутньому. Запропонована методика може бути взята за основу для здійснення подібного моніторингу в будь-якій іншій акваторії водойм різного типу. M.G. Kholodny Institute of Botany, NAS of Ukraine 2022-12-28 Article Article application/pdf https://algologia.co.ua/journal/article/view/32.4.284 10.15407/alg32.04.284 Algologia; Vol. 32 No. 4 (2022); 284–308 Альгологiя; Том 32 № 4 (2022); 284–308 Альгология; Том 32 № 4 (2022); 284–308 2413-5984 0868-8540 10.15407/alg32.04 uk https://algologia.co.ua/journal/article/view/32.4.284/15 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 |