Ковалева Г.В’s scientific contributions

Впервые представлены результаты диатомового анализа донных отложений ново- и древнеазовского времени из Таганрогского залива. Работа является продолжением исследований флоры диатомовых водорослей, обитавшей в бассейне Азовского моря на протяжении последних 6,5 тыс. лет. В результате анализа керна Tz-VII из осевой части Таганрогского залива (возраст отложений определен от современности до 5,5 тыс. лет назад) были выявлены 55 видов и 5 вариететов диатомовых водорослей из 29 родов. Описано отличие состава доминирующих видов диатомовой флоры Таганрогского залива от флоры, существовавшей в ново- и древнеазоское время в акватории открытой части Азовского моря. Доминирующие в море представители рода Actinocyclus Ehr. в донных отложениях Таганрогского залива встречаются редко, а в заливе отмечено массовое развитие Thalassiosira incerta и T. decipiens. Разнообразие морфологических форм T. incerta может сравниться с высокой морфологической изменчивостью вариететов Actinocyclus octonarius, отмеченной в новоазовских отложениях из колонок, отобранных в открытой части моря. Экология Thalassiosira incerta, обитающего в современных реках и водохранилищах, позволяет предположить, что в период массового развития этого вида в древне- и новоазовское время бассейн, расположенный на месте современного Таганрогского залива, представлял собой проточный водоем с высокой скоростью течения. Характерной особенностью донных отложений Таганрогского залива стали перерывы в осадконакоплении створок диатомовых водорослей, которые коррелируют с периодами регрессий и свидетельствуют о субаэральных условиях осадконакопления. Древнеазовские отложения в Таганрогском заливе представлены очень подробно, что позволило выделить несколько экостратиграфических подзон, которые не были выявлены ранее в кернах из открытой части Азовского моря. Сделан вывод о том, что диатомовая флора средне- и верхнеголоценовых отложений Азовского моря и Таганрогского залива быстро реагировала на смену палеоэкологических условий (на что указывает частота смены доминирующих таксонов), что делает диатомовые водоросли перспективным объектом при дальнейшей детализации биостратиграфической шкалы голоценовых отложений Азовского моря. Временные интервалы изменений уровня воды в Азовском море не совпадают с трансгрессивно-регрессивными циклами в черноморском бассейне, имеют свои региональные особенности, связанные с относительной изолированностью от Черного и Каспийского морей. // The results of diatom analysis of Taganrog Bay bottom sediments of New Azov and Ancient Azov periods are first presented in the article. This work serves as an extension to the studies of diatoms flora that has been living in the Azov Sea basin for the last 6.5 thousand years. As a result of Tz-VII core analysis obtained from Taganrog Bay axial part (the age range of which is up to 5.5 thousand years from our time), 55 species and 5 varieties of diatoms from 29 genera were identified. The difference in composition between diatoms flora dominant species of Taganrog Bay and the flora that existed in the New Azov and Ancient Azov time at the open part of the Azov Sea was described. It is noted that the sea dominant representatives of the genus Actinocyclus Ehr. are rare in the bottom sediments of Taganrog Bay, while bay representatives Thalassiosira incerta and T. decipiens got a massive development in there. The diversity of the morphological shapes of T. incerta can be compared with the high morphological change ability of Actinocyclus octonarius varieties, noted in the New Azov sediments from the core samples collected in the open part of the sea. The ecology of the Thalassiosira incerta species (inhabiting modern rivers and reservoirs) allows us to suggest that the reservoir located on the territory of modern Taganrog Bay was a high flow velocity waterway during the period of mass development of this species in Ancient Azov and New Azov period. A characteristic feature of the bottom sediments of Taganrog Bay was the breaks of diatoms section deposition, which correlate with regression periods and indicate subaerial sedimentation conditions. The Ancient Azov sediments are presented in great detail in Taganrog Bay. That made it possible to select several ecostratigraphic subzones that were not previously identified in cores from the open part of the Azov Sea. It was concluded that the diatoms flora of the Middle and High Holocene sediments of the Azov Sea and Taganrog Bay responded quickly to changes of paleoecological conditions (as indicated by the frequency of dominant sippe change), making diatoms a promising object for further detailing of the biostratigraphic scale of the Azov Sea Holocene sediments. The Azov Sea level changes time intervals do not coincide with the transgressive-regressive cycles in the Black Sea basin, they have their own regional features associated with relative isolation from the Black and Caspian seas.

New data on morphology of 7 infraspecific taxa of Actinocyclus octonarius, frequently found in the Holocene deposits of the Sea of Azov, are presented. New species A. pseudopodolicus Kovaleva et Gogorev, sp. nov., and variety A. octonarius var. tonsura Kovaleva et Gogorev, var. nov. are described. They are similar to varieties of A. octonarius and some other Actinocyclus species but differ from them in presence of curved fasci-cules of areolae in A. pseudopodolicus and hyaline ring on valves of A. octonarius var. tonsura.

С момента обособления Азовского моря в самостоятельный морской бассейн (около 6500–7000 лет назад) в истории его существования отмечались многочисленные контрастные колебания уровня. Данная работа является продолжением исследований, направленных на изучение изменений уровня Азовского моря в голоцене. Ранее, при сопоставлении результатов, полученных с использованием методов геолого-геоморфологического и диатомового анализа, уже было подтверждено наличие фанагорийской регрессии и нимфейской трансгрессии в новоазовское время. В статье впервые описаны результаты анализа древнеазовских отложений, а также дано сравнение трансгрессивно-регрессивных циклов с региональными климатическими изменениями, происходившими в бассейне Азовского моря на протяжении последних 6000 лет. Материалом для статьи послужили 25 колонок донных отложений Азовского моря, имеющих радиоуглеродные датировки. В работе подробно описаны особенности видового состава микроводорослей для различных трансгрессивно-регрессивных циклов Азовского моря. Были выделены экостратиграфические зоны (по диатомовым водорослям) среднего и позднего голоцена Азовского моря: 5 для древнеазовских и 7 для новоазовских отложений. Путем сопоставления материалов диатомового анализа с результатами радиоуглеродного датирования скорректированы временные интервалы существования трансгрессивно-регрессивных фаз в Азовском море. Корреляция трансгрессивно-регрессивных этапов развития Азовского моря, полученных методом диатомового анализа, с реконструированной кривой колебания уровня моря продемонстрировала хорошую сходимость результатов. Была выявлена взаимосвязь между климатическими периодами, выделенными по результатам спорово-пыльцевого анализа, и трансгрессивно-регрессивными фазами, подтвержденными методами геолого-геоморфологического и диатомового анализа. / Numerous water level fluctuations of the Azov Sea were recorded since it was formed as a separated water basin (ca. 6.5–7 ka yrs. ago). The recent studies continue the previous investigations of the Azov Sea level fluctuations in the Holocene. The existence of the Fanagorian regression and Nymphean transgression in the Novo-Azov period were proved before. It was done by the correlation of the results of the diatom and pollen analysis and geological and geomorphological analysis. Results of the diatom analysis of the Ancient-Azov sediments and correlation of the transgressive-regressive cycles with the regional climatic changes (for the last 6 ka yrs) were issued for the first time. The 25 radiocarbon dated bottom cores from the Azov Sea were used as object of study for the article. Peculiarities of the microalgae species composition for the different transgressive-regressive cycles were described. The ecostratigraphic zones were pointed out by the diatom analysis for the middle and late-Holocene: 5 for the Ancient-Azov and 7 for the New-Azov sediments. Time frames of the transgressive-regressive phases were corrected by the correlation of diatom analysis and the radiocarbon dating. Comparison of transgressive-regressive stages of the Azov sea evolution, revealed by the diatom analysis, and curve of the sea level oscillations has shown the good repeatability. The good correlation of climatic periods described by pollen analysis and transgressive-regressive phases described with geology and geomorphology methods and diatom analysis has been shown.

Обзор публикаций (более 100 литературных источников) показал, что не все экологические группы микроводорослей Азовского моря изучены одинаково детально. До сих пор очень мало полноценных таксономических исследований, в которых приводился бы критический анализ видового состава разных групп микроводорослей Азовского моря. Наиболее полно исследованной группой являются только диатомовые водоросли. Как правило, в современных исследованиях публикуются данные без указания сезона и места нахождения видов, а также гидрохимических показателей водной среды (соленость, температура, прозрачность и пр.), что осложняет использование этих данных для мониторинга изменений, происходящих в экосистеме Азовского моря под влиянием природных и антропогенных факторов. Такой подход затрудняет анализ и интерпретацию данных биостратиграфических исследований, направленных на реконструкцию мелкомасштабных и глобальных изменений биоты Азовского моря в условиях изменений климата на протяжении четвертичного периода. За последние 15 лет резко повысился интерес к исследованию бентосных и перифитонных микроводорослей разных районов Азовского моря. Несмотря на то что видовой состав (включая сезонную динамику) этих экологических групп микроводорослей изучен сравнительно подробно, исследования их количественных характеристик единичны. Тем не менее без подобных работ невозможно оценить вклад микрофитобентоса и фитоперифитона в продукционный потенциал Азовского моря. Обзор публикаций показал, что в течение последних десятилетий, помимо статей гидробиологической направленности (рассматривающих микроводоросли преимущественно как основу продукционного потенциала водоема), увеличивается количество работ по изучению видового разнообразия, закономерностей сезонных сукцессий, флористического районирования, проникновения видов-вселенцев и развития токсичных видов водорослей Азовского моря. За последние два десятилетия достигнут значительный прогресс в исследовании микрофитобентосных и перифитонных водорослей Азовского моря и прилегающих водоемов, а также в изучении функционирования альгоценоза в зимний период. Наряду с современным альгоценозом Азовского моря изучены ископаемые микроводоросли (преимущественно диатомовые) из позднечетвертичных отложений. / The review of publications (more than 100 references) indicated that not all ecological groups of the Sea of Azov microalgae have been studied evenly. There are still very few taxonomic studies of real value, containing a critical analysis of species composition of various groups of the Sea of Azov microalgae. The diatom algae have been most thoroughly studied group currently. The papers much more often contain data indicating neither the season nor species registration site, nor hydrochemical indices of water environment (salinity, temperature, transparency, etc.) thus complicating the application of such data to the monitoring of changes taking place in the Sea of Azov ecosystem under the biostratigraphic studies aiming at the reconstruction of small-scale and global alterations in the Sea of Azov biota under the conditions of climate changes during the Quaternary period. The interest in the studies of benthos and periphyton microalgae from various areas of the Sea of Azov has significantly increased during the last 15 years. Despite the fact that the species composition (including the seasonal dynamics) of these ecological groups of microalgae has been studied relatively thoroughly, the investigations of their quantitative characteristics are isolated. However, it is impossible to assess the input of microphytobenthos and phytoperiphyton to the Sea of Azov production potential without such studies. The publications’ review indicated that during the last decades, apart from the papers on hydrobiological issues (considering microalgae primarily as the bases of the water body’s production potential), the amount of papers on the study of species diversity, regularities of seasonal successions, floristic zoning, distribution of alien species, and development of toxic species of algae in the Sea of Azov increases. Considerable progress has been achieved during the last two decades in the studies of microphytobenthos and periphyton algae of the Sea of Azov and adjacent water bodies, as well as when studying algocenosis’ functioning in winter period. Together with the current algocenosis of the Sea of Azov, the fossil microalgae from the Late Quaternary deposits (mainly the diatoms) have been studied.

В течение 2014–2015 гг. в Таганрогском заливе наблюдалась аномально высокая соленость, которая в сочетании с другими природными явлениями, такими как «цветение» воды, оказывает существенное влияние на биоту. Массовое размножение микроводорослей, которое приводит к «цветению» воды, – типичное явление для Таганрогского залива, дельты Дона, Цимлянского водохранилища и других опресненных водоемов. Помимо опасности «заморных» явлений (сопровождающихся гибелью рыбы), это приводит к ухудшению свойств питьевой воды, даже при небольшом «цветении». Кроме того, массовое развитие цианопрокариот осложняет работу фильтров на водопроводных станциях, поскольку они быстро забиваются, а водоросли, накапливаясь на фильтрах, начинают разлагаться и загрязняют воду фенолом, индолом и другими продуктами разложения; некоторые виды выделяют токсины. Неприятный запах воде придают также продукты метаболизма цианопрокариот – одоранты (геосмин и хлорфенолы). Наибольшая концентрация одорантов в природных водоемах происходит в результате сезонного отмирания цианопрокариот в конце лета и осенью, но эпизодические скачки солености, отмечаемые в преддельтовом районе Таганрогского залива в последние годы, тоже могут приводить к массовой гибели популяции цианопрокариот и, как следствие, к разрушению их клеток и выделению одорирующих веществ. При интенсивном потреблении некоторыми видами рыб отмирающих цианопрокариот либо при долгом нахождении в местах скопления водорослей рыба приобретает устойчивый запах «дуста», что может быть связано с накоплением фенолов, хлорфенолов и других одорантов в тканях рыбы. На настоящий момент нет действенных методов по предотвращению «цветения» водоемов. Бороться с запахом питьевой воды следует известными техническими методами, среди которых наиболее эффективным признается сорбционный метод дезодорации воды. Технологий, нейтрализующих запах рыбы, пойманной в Таганрогском заливе, нет. / Abnormally high salinity was registered in the Taganrog Bay during 2014–2015, which in combination with other natural phenomena such as algal blooming has a significant impact on the biota. Mass reproduction of micro-algae, which results in algal blooming, is a typical phenomenon for the Taganrog Bay, Don Delta, Tsymlyansk water storage reservoir, and other freshened water bodies. Apart from the danger of fish kill phenomena the fact also lowers the drinking water qualities and properties, even in case of light algal blooming. Besides, mass development of cyano-prokaryotic organisms complicates the running of filters at water supply stations: filters get clogged quickly, and algae, accumulating in the filters, begin to decompose and pollute water with phenol, indole, and other decomposition products, while some species even produce toxins. The products of metabolism of cyano-prokaryotic organisms – odorants (geosmin and chlorophenols) – add the unpleasant smell to water as well. The highest concentration of odorants in the natural water bodies is a result of seasonal death of cyano-prokaryotic organisms at the end of summer and in autumn, though episodic jumps of salinity, registered in the front-delta area of the Taganrog Bay during the recent years, may also lead to the mass mortality in the cyano-prokaryotic population, and, as a consequence, to the destruction of their cells and the release of odoriferous substances. In case of intensive consumption of dying cyano-prokaryotic organisms by some fish species or in case of a long-term location in the algae concentration sites, fish acquires a persistent smell of DDT, the fact which may be connected with the accumulation of phenols, chlorophenols, and other odorants in the tissues of fish. There are currently no effective methods to prevent algal blooming in water bodies. To treat the odoriferous smell of drinking water one has to apply the known technical methods, of which water deodorization sorption method is considered to be the most effective one. There are no technologies neutralizing the acquired smell of fish caught in the Taganrog Bay.