БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2004, том 30, № 4, с. 263-271
УДК 591.524.11(470.117) ЭКОЛОГИЯ
МЕЙОБЕНТОС ИЗ РАЙОНОВ БЫВШЕГО ЯДЕРНОГО ПОЛИГОНА И МЕСТ ЗАХОРОНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ВОКРУГ АРХИПЕЛАГА НОВАЯ ЗЕМЛЯ (БАРЕНЦЕВО И КАРСКОЕ МОРЯ)
1 1 2 © 2004 г. В. В. Гальцова1, Л. В. Кулангиева1, В. Б. Погребов2
1 Зоологический институт РАН, Санкт-Петербург 199034;
2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург 199034
e-mail: meio@zin.ru
Статья принята к печати 8.01.2004 г.
По материалам, собранным на одном из бывших ядерных полигонов у архипелага Новая Земля в губе Черная (Баренцево море), а также в местах захоронения радиоактивных отходов вдоль восточного побережья архипелага Новая Земля от зал. Абросимова до зал. Степового и в районе Новоземельской впадины (Карское море), изучены таксономический состав и количественное распределение мейобентоса. Самыми многочисленными группами мейобентоса оказались фораминиферы и свободноживущие нематоды, причем по биомассе на всей исследованной акватории доминировали фораминиферы. Обнаружить взаимосвязи количественных характеристик сообществ мейобентоса с изменением глубины и типа грунта не удалось. Установлено, что с увеличением концентрации цезия-137 возрастало таксономическое разнообразие сообществ мейобентоса и уменьшалась плотность поселений мелких донных животных. Высказано предположение, что на ухудшение радиоактивной обстановки мейобентосные сообщества способны быстро реагировать изменением таксономического состава и количественных показателей.
Ключевые слова: мейобентосные сообщества, ядерный полигон, радиоактивные отходы.
Meiobenthos of the former nuclear test areas and radioactive waste disposal sites around the Novaya Zem-lya Archipelago (Barents and Kara Seas). V. V. Galtsova1, L. V. Kulangieva1, V. B. Pogrebov2 ('Zoological Institute, Russian Academy of Sciences, St. Petersburg 199034; 2Saint Petersburg State University, St. Petersburg 199034)
The taxonomic composition and quantitative distribution of meiobenthos were studied based on the material sampled in Chernaya Inlet, one of the former Novaya Zemlya nuclear test sites (Barents Sea), and in sites of radioactive waste disposal from Abrosimova to Stepovogo Fiords and in the Novozemelskaya basin (Kara Sea). The most abundant groups of meiobenthos were foraminifers and free-living marine nematodes. Foraminifera dominated in terms of biomass throughout the investigated area. No correlation was found between quantitative characteristics of meiobenthos and environmental factors (depth and type of sediment). Taxonomic diversity of meiobenthos communities increased and population density decreased with increasing concentration of 137Cs. It is suggested that meiobenthic communities can react very quickly to the deterioration of environmental radioactivity by changing their taxonomic composition and quantitative characteristics. (Biologiya Morya, Vladivostok, 2004, vol. 30, no. 4, pp. 263-271).
Key words: meiobenthic communities, nuclear test site, radioactive waste disposal.
Баренцево море принадлежит к числу наиболее интенсивно изучаемых акваторий Мирового океана. Исследование макробентоса Баренцева моря было начато свыше 200 лет назад. Подробный обзор истории изучения донной фауны Баренцева моря можно найти в работе Галкина (1979). Что касается мейобентоса, то эта размерная категория мелких донных животных долгое время оставалась за пределами внимания ученых. Лишь с середины 70-х гг. XX века стали появляться публикации, в которых анализировались таксономический состав мейобентоса и характер пространственного распределения животных, а также прослеживалось влияние некоторых абиотических факторов среды на размещение мейобентосных организмов. На примере нескольких доминирующих по плотности поселения групп мейобентоса (нематоды и гарпактициды) изучены видовой состав и структура отдельных таксоценов мелких донных организмов (Гальцова, 1975; Гальцова, Петухов, 1975; Численко, 1975; Агарова и др., 1976;
Гальцова, Платонова, 1980; Гальцова и др., 1980; Гальцова, Кулангиева, 1996). Однако эти работы проводились главным образом на литорали и в верхней сублиторали. Первые исследования мейобентоса шельфовой зоны Баренцева моря были выполнены авторами данной статьи (Погребов и др., 1995). Мейобентос Карского моря до сих пор практически не изучен.
Источниками загрязнения Баренцева и Карского морей искусственными радионуклидами служат, в первую очередь, новоземельские ядерные испытания, радиоактивные стоки западносибирских рек и, в меньшей степени, - затопление радиоактивных отходов. В процессе эксплуатации Северным Флотом кораблей с ядерными энергетическими установками ежегодно образуется 6-7 тыс. м3 жидких радиоактивных отходов, из которых 70% приходится на долю Баренцева моря. Суммарная активность сброшенных жидких радиоактивных отходов в Баренцевом море составляет 12 153 Ки (Матишов, Савинова, 1996).
Одной из больших проблем является утилизация выходящих из строя атомных подводных лодок. В Баренцевом и Карском морях были случаи затопления плавучих средств с радиоактивными отходами. Наибольшую потенциальную опасность представляют суда, затонувшие в 1965-1988 гг. в мелководных заливах Баренцева и Карского морей (у архипелага Новая Земля, о-в Колгуев) (Матишов, Савинова, 1996).
Следует отметить, что при исследовании морских донных экосистем, подвергающихся сильной антропогенной нагрузке, обычно изучают реакцию макробентоса на ее воздействие, поскольку представители макробентоса обильны в донных биоценозах и сравнительно легко поддаются определению. Мейобентос (организмы размером от 0.1 до 2 мм) и микробентос (меньше 0.1 мм) используются в этом случае реже. Однако мелкие донные животные способны быстро реагировать на изменения среды и часто представляют собой экологические мишени для техногенного воздействия. Мейобен-тосные организмы обладают рядом преимуществ перед макробентосом, что делает их очень удобным объектом для такого рода исследований. Так, высокая плотность поселения мейобентосных животных дает возможность получить статистически значимую информацию; большое таксономическое разнообразие мейобентоса позволяет сделать заключение об изменении его компонентного состава в экосистемах, подвергающихся загрязнению; мейобентосные животные не имеют планктонных личинок и на протяжении многих поколений последовательно подвергаются воздействию локальных поллю-тантов, накапливающихся в осадке; короткий жизненный цикл и быстрый рост мейобентосных организмов позволяют им быстрее отвечать на внешние воздействия; мейофауна гораздо быстрее, чем макрофауна, реагирует на загрязнение тяжелыми металлами и на радиоактивное загрязнение; мейофауна относительно мало чувствительна к механическим нарушениям и дестабилизации грунта, поэтому при одновременном воздействии механических и химических агентов максимальное воздействие на состояние мейобентосных сообществ оказывают именно последние. Наиболее чувствительные группы среди мейобентосных животных - это гар-пактициды и остракоды (низшие ракообразные); самыми чувствительными являются репродуктивные и юве-нильные стадии мейобентосных животных, поэтому их целесообразно включать в оценку состояния среды.
Настоящая статья представляет собой часть комплексной работы, выполненной по радиологической программе в районе архипелага Новая Земля, вокруг которого в течение длительного времени располагались ядерные испытательные полигоны и где имеются захоронения радиоактивных отходов. Во время экспедиции параллельно с изучением макробентоса проводились количественные исследования мейофауны (Ро§геЬоу е1 э1., 1997).
В задачу наших исследований входило: 1) изучить таксономический состав мейофауны; 2) определить количественные характеристики всего мейобентоса и составляющих его групп; 3) проследить характер распре-
деления животных по глубинам; 4) определить воздействие типа грунта на количественное развитие мейо-бентоса; 5) выяснить, как влияет концентрация 137Cs на качественный состав и количественное распределение мейобентоса.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Материалом для работы послужили количественные пробы мейобентоса, собранные экспедицией в ходе рейса НИС "Геолог Ферсман" в августе-сентябре 1993 г. в районе архипелага Новая Земля. Дночерпательные пробы собраны В.Б. Погребовым в местах захоронения радиоактивных отходов (рис. 1): в губе Черная (глубина 31-87 м), в заливах Сте-пового и Абросимова (44-74 м) и в районе Новоземельской впадины (333-403 м). Мейобентосные пробы из дночерпателя отбирали пробоотборником площадью 20 см2 по методике, подробно описанной в работе Гальцовой и Каменской (1993). Всего собрано и обработано 17 количественных проб мейобентоса. Дальнейшую обработку проб производили по стандартной методике (Гальцова, 1971). Количественному учету подвергались все группы мейобентоса, в том числе и временный компонент - псевдомейобентос (ювенильные стадии макробентосных животных).
Биомассу каждой группы мейобентоса вычисляли умножением плотности поселения на среднюю массу представителей изучаемой группы, которую определяли, измеряя несколько десятков экземпляров животных данной группы в каждой пробе. Объем животных, имеющих веретеновидную форму тела, и гарпактицид принимали равным половине объема цилиндра, описанного вокруг него; объем животных, имеющих форму тела, близкую к цилиндрической, принимали равным 2/3 объема соответствующего цилиндра (Шереметев-ский, 1987). Таким образом были получены формулы для вычисления средней массы животных:
w1/2 = 0.39 D2 L р, (1)
w2/3 = 0.52 D2 L р, (2)
где D - средний наибольший диаметр; L - средняя длина тела животных; р - их удельный вес, равный для фораминифер, брюхоногих и двустворчатых моллюсков 1.5 мг/мм3, для остальных представителей мейобентоса - 1.13 мг/мм3 (Wieser, 1960). Значения средней массы мейобентосных организмов, полученные нами, приведены в таблице (табл. 1).
Количество накопленной в сообществах информации вычисляли с помощью индекса разнообразия Шеннона-Уиве-ра, показывающего степень насыщенности среды обитания представителями
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.