ЗООПЛАНКТОН, ЗООБЕНТОС, ^^^^^^^^^^ ЗООПЕРИФИТОН
УДК 574.583(470.1-211.7)
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗООПЛАНКТОНА СИСТЕМЫ ОЗЕР
БОЛЬШЕЗЕМЕЛЬСКОЙ ТУНДРЫ
© 2012 г. Е. Б. Фефилова*, О. Н. Кононова*, О. П. Дубовская**, Л. Г. Хохлова*
*Институт биологии Коми НЦ Уральского отделения РАН, 167982 Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28, e-mail: fefilova@ib.komisc.ru **Институт биофизики Сибирского отделения РАН, 660036 Красноярск, Академгородок Поступила в редакцию 24.05.2011 г.
Дана оценка современного состояния структуры зоопланктона крупной озерной системы Больше-земельской тундры в сравнении с данными 60-х годов ХХ в. Показано, что при динамических межгодовых колебаниях планктонных сообществ в целом их состав и структура изменились мало. Тем не менее некоторые характеристики зоопланктона тундровых озер, выявленные на современном этапе их изучения, могут свидетельствовать о направленном развитии экосистем и начале их эвтро-фирования, которое происходит на фоне ослабления антропогенного влияния на водоемы и при колебаниях климата. По характеристикам зоопланктона изученные водоемы имеют статус олиго-ме-зотрофных.
Ключевые слова: зоопланктон, тундровые озера, трофность, структурные показатели, индекс доминирования.
ВВЕДЕНИЕ
Оценка современного состояния водоемов различных природно-климатических зон относительно их прошлого актуальна в свете определения скорости сукцессий экосистем как в условиях антропогенного давления, связанного с изменениями климата, хозяйственной деятельностью и т.д., так и на эталонных объектах [21]. В восточной части европейских тундр озера — немаловажная часть ландшафта. Они обладают высоким биоразнообразием рыбного населения и беспозвоночных [5, 11, 24] и имеют важное природоохранное и хозяйственное значение. Влияние поверхностного стока на качество воды в этих озерах ослаблено в связи с природными особенностями его формирования. Антропогенная же трансформация геохимического круговорота элементов в водных экосистемах, связанная с разведкой, добычей и транспортировкой угля, нефти и газа, присутствует и определяет приоритетные в Большеземельской тундре загрязняющие вещества — тяжелые металлы и нефтепродукты [10], которые распространяются со стороны промышленных зон с атмосферными осадками [9].
Высокоширотные регионы наиболее подвержены угрозам, связанным с глобальным потеплением [31, 33, 34]. В Большеземельской тундре с 50-х годов прошлого столетия наблюдается 75-летняя фаза похолодания 150-летнего цикла колеба-
ний климата. Понижение годовой температуры воздуха происходит главным образом за счет похолодания в зимний период. Этим представлениям противоречат наблюдения в районе г. Воркута — увеличение глубины сезонного протаивания грунта в период с 1996 по 2006 гг. [14], что могло быть ответом на удлинение теплого периода и его потепление. Последнее явление совместно с сельскохозяйственным преобразованием почв [25] может непосредственно через водосток отражаться на качестве воды и содержании некоторых металлов в озерах обследованного региона [36]. При диагностике состояния озерных экосистем успешно используются структурные характеристики зоопланктона, как одного из наиболее чувствительных компонентов сообществ к антропогенным и климатическим деформациям [2, 12, 13, 29, 31, 34, 35].
Первые сведения о сообществах обследованных озер Большеземельской тундры получены в результате комплексных гидрологических, гидрохимических и биологических исследований, проведенных в конце 60-х годов прошлого столетия [19].
Цель работы — на основе абиотических показателей и структурных характеристик зоопланктона выявить изменения, произошедшие в озерных экосистемах за последние 40 лет.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Система Харбейских озер расположена в междуречье рек Коротаиха и Большая Роговая в восточной части Большеземельской тундры (67°33'22" с.ш., 62°53'23" в.д.) в 100 км западнее г. Воркута. Это три последовательно соединенных водоема в окружении мелководных придаточных озер. Из крупных озер системы авторами исследованы Большой Харбей и Головка. Площадь зеркала и максимальная глубина первого соответственно 21.3 км2 и 18 м, второго — 3.1 км2 и 12 м [6]. В прибрежье донные субстраты представлены песками, галькой и валунами. В глубоководной части озер распространены илистые глины.
Материалом для работы послужили пробы зоопланктона, собранные 31 июля — 3 августа 1998 г., 3—5 августа 1999 г. и 29 июля — 3 августа 2009 г. (современный период исследований), а также архивные данные (журналы разбора проб), относящиеся к концу июля — началу августа 1968 и 1969 гг. (ранний период исследований). Пробы отбирали в прибрежье и глубоководной части озер Большой Харбей и Головка. Собрано 60 количественных проб зоопланктона (30 — в 2009 г. и 30 — в 1998 и 1999 гг.). Параллельно с отбором гидробиологических проб измеряли температуру воды, рН, концентрацию растворенного кислорода (портативным анализатором Ми1И 3401/8ЕТ, Германия), прозрачность (диском Секки) и отбирали пробы воды для химического анализа. Последний выполняли в экоаналитической лаборатории Учреждения РАН Института биологии Коми НЦ Уральского отделения РАН.
Пробы зоопланктона отбирали количественной сетью Джеди, 10-литровым ведром и планкто-батометром Рутнера. Далее 20—50 л воды фильтровали через капроновое сито с размером ячеи 80 мкм и фиксировали 4%-ным формалином. Камеральную обработку проб проводили стандартными методами [15]. Биомассу животных рассчитывали по формулам связи индивидуальной массы с длиной тела [3, 32]. Названия таксонов приведены в соответствии с принятыми в работе [17].
Для определения трофического статуса озер по прозрачности воды применяли формулу Карлсона [26]. Для оценки экологического состояния водоемов по структурным показателям зоопланктона рассчитывали индекс доминирования I = (р х В0 5)05, гдер — встречаемость вида за период исследований (отношение числа проб, в которых встречен данный вид, к общему числу проб, %), В — средняя биомасса вида [18]; индекс видового разнообразия Шеннона—Уивера по биомассе — Н [8]; коэффициенты трофии Е/О [29] и Е [16] с использованием списка видов-индикаторов в работе [2]. Доминантные виды и формы зоо-планктеров выделяли по относительной численности и биомассе (>5%) в зоопланктоне. Вид-су-
пердоминант определяли по максимальному значению индекса доминирования (или индекса ценотической значимости) [20].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Условия обитания гидробионтов в обследованных озерах. Согласно данным Коми республиканского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, за последние 20 лет в восточной части Большеземельской тундры (метеорологическая станция "Елецкая") наблюдался отрицательный тренд температур воздуха (понижение на 1.4°С), причем тренда летних температур не отмечено. По данным авторов, температура воды в Харбейских озерах в конце июля — начале августа 1998 г. составляла 18.1-18.7, 1999 г. - 10.6, 2009 г. -14.1-16.3°С. По сравнению со средними за лето температурами поверхностной воды в озерах Хар-бейской системы [6] значения 1998 г. характеризуют этот год как теплый, 1999 г. — как холодный, 2009 г. - как средний.
Прозрачность воды в Харбейских озерах на современном этапе исследований колебалась от 2.7 до 1 м, что позволяет оценить по этому показателю трофический статус водоемов как мезо- и эв-трофный. В 1968 и 1969 гг. в оз. Большой Харбей прозрачность составляла 2—3 м [6].
Воды Харбейских озер отнесены к низкоминерализованным (минерализация 16.2—25.0 мг/дм3) и гидрокарбонатно-кальциевым по составу, что типично для тундровых водоемов. Насыщение воды кислородом было высоким (98—106%). Отношение содержания к Робщ изменялось в пределах 2—240, составляя в среднем 110, что, согласно работе [1], характеризовало озера как олиготроф-ные. В 60-х годах прошлого столетия [6] и на современном этапе исследований в обследованных озерах наблюдалось превышение предельно допустимых для рыбохозяйственных целей концентраций некоторых металлов: Fe — в <21 раза, Мп — в <26, Си — до 8 ПДК, 2п — до 4.7 ПДК и А1 — до 4.8 ПДК, что могло быть следствием естественных причин и геохимических особенностей региона. Так, источниками поступления Fe и Мп могут быть болота, расположенные на водосборе озер, повышенные концентрации А1 и Си могут образовываться вследствие выветривания четвертичных отложений [10].
Состав и структура зоопланктона и оценка трофического статуса озер по биологическим показателям. В составе зоопланктона Харбейских озер летом 2009 г. выявлено 58 видов и форм. Сообщество оз. Головка по сравнению с таковым оз. Большой Харбей было беднее по числу видов (табл. 1). Наиболее разнообразной в обследованных озерах группой планктонных животных в 90-х годах и 2009 г. оказались коловратки ^оШега), из ракообразных — ветвистоусые раки (С1аёоеега). По срав-
Таблица 1. Таксономический состав зоопланктона Харбейских озер в озерах Головка (1) и Большой Харбей (2)
Таксон Годы
1968, 1969 1998,1999 2009
1 2 1 2
Rotifera
Notommata sp. — - - - +
Cephalodella gibba (Ehrenberg, 1832) - - - - +
Resticula sp. - - - - +
Trichocerca longiseta (Schrank, 1802) - - - + -
T. sp. + - - - +
Gastropus stylifer Imhof, 1891 - - + - -
Synchaeta sp. + + + - -
Polyarthra dissimulatus Nipkow, 1952 - + + - -
P. dolichoptera Idelson, 1925 - - + - -
P. euryptera Wierzejski, 1891 - + + + -
P. longiremis Carlin, 1943 - - + + +
P. major Burckhardt, 1900 - - - + +
P. remata Scoricov, 1896 - - + - +
P. vulgaris Carlin, 1943 - + + - +
P. sp. + - - - +
Ploesoma sp. + - - - -
Bipalpus hudsoni (Imhof, 1891) - + + + +
Lindia sp. - - - - +
Dicranophorus esox Hauer, 1938 - - - - +
D. robustus robustus Harring et Myers, 1928 - - - - +
Encentrum sp. - - + - -
Aspelta angusta Harring et Myers, 1928 - - - - +
Asplanchnapriodontha priodonta Gosse, 1850 - + + + +
A. p. helvetica Imhof, 1884 - + + + +
A. sp. + - - - -
Lecane luna (Müller, 1776) + - + - -
L. stichaea Harring, 1913 - - - - +
L. (Monostyla) lunaris (Ehrenberg, 1832) - - + + +
L. (M.) sp. + - - - -
Trichotria similis (Stenroos, 1898) - -
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.