БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2013, № 2, с. 34-43
УДК [574.583:591]:598-149.2.084
ВЛИЯНИЕ ПРОДУКТОВ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГИДРОФИЛЬНЫХ ПТИЦ И СТЕПЕНИ ЗАРАСТАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МИКРОКОСМОВ НА ПЛАНКТОННЫХ ЖИВОТНЫХ
© 2013 г. А. В. Крылов, Д. В. Кулаков, И. В. Чалова, О. Л. Цельмович
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузский р-н, e-mail: krylov@ibiw.yaroslavl.ru Поступила в редакцию 23.05.2011 г.
Выявлены основные изменения химического состава воды и показателей зоопланктона при разной концентрации продуктов жизнедеятельности гидрофильных птиц (ПЖП) и степени зарастания экспериментальных микрокосмов. ПЖП, поступающие в течение времени, близкого к естественным срокам гнездования, способствуют увеличению содержания в воде органических соединений, разнообразия ракообразных, общей численности и биомассы сообществ за счет Copepoda, доля которых также возрастает среди доминантов при сокращении представленности Rotifera. По мере увеличения степени зарастания микрокосмов, испытывающих влияние ПЖП, в зоопланктоне снижаются количественные показатели развития Rotifera, возрастают численность и биомасса сообществ за счет Cladocera.
Ключевые слова: продукты жизнедеятельности птиц, степень зарастания, органические соединения, планктонные беспозвоночные.
Б01: 10.7868/8032096521302006Х
ВВЕДЕНИЕ
Продукты жизнедеятельности гидрофильных птиц (ПЖП), образующих колонии на мелководьях или побережье, оказывают значительное влияние на зоопланктон литоральной зоны разнотипных пресных водоемов [9—14]. Некоторые особенности развития сообществ могут определяться плотностью поселения и количеством поступающих ПЖП, а также степенью зарастания литоральной зоны [12, 13]. Корректная оценка влияния этих факторов затруднена в первую очередь из-за сложности определения количества ПЖП, поступающего на участки литоральной зоны водоемов, различающиеся по морфометрии, гидродинамическим условиям и т.д. На зоопланктон литорали природных водоемов оказывает воздействие одновременно множество факторов, среди которых сложно выделить приоритетный. Выявление влияния какого-либо одного фактора, а также степени его воздействия при прочих равных условиях наиболее реально в эксперименте. Однако при проведении таких работ с ПЖП возникает ряд сложностей, поскольку эти вещества быстро вступают в круговорот или осаждаются в неорганической малорастворимой форме [32].
Например, при изучении действия экскрементов канадских гусей (Branta canadensis L.) не обнаружено заметного изменения содержания общего азота и фосфора, а также хлорофилла а в воде экспериментальных мезокосмов [36].
Цель исследования — экспериментальное изучение отклика зоопланктона на количество поступающих ПЖП и степень зарастания микрокосмов.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Шестнадцать лотков объемом 40 л заполняли отстоянной водопроводной водой, заселяли зоопланктоном, отловленным в том же объеме воды природного водоема. В двенадцать лотков помещали ряску (табл. 1) в количестве, соответствующем незаросшим, умеренно (30%), значительно (60%) и очень сильно заросшим (90%) водоемам [27]. Через неделю адаптации проводили первый отбор проб, после чего в часть лотков добавляли разное количество ПЖП.
Контрольными сериями были лотки, зоопланктон которых не испытывал воздействия ПЖП, но развивался при разной степени зараста-
Таблица 1. Количество продуктов жизнедеятельности птиц (над чертой, г/л) и степень зарастания (под чертой, %)
микрокосмов
Номер
Даты
микрокосма 20^ 27^ 3.У1 10.У1 17.У1 24.У1 01.УИ
1 0 0 0 0 0 0 0
2 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0. 5 0. 5 0. 5
0 0 0 0 0 0 0
3 1 .0 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1. 0 1. 0 1. 0
0 0 0 0 0 0 0
4 1 .5 1 . 5 1 . 5 1 . 5 1. 5 1. 5 1 . 5
0 0 0 0 0 0 0
5 0 0 0 0 0 0 0
3 0 3 0 3 0 3 0 3 0 3 0 3 0
6 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0. 5 0. 5 0. 5
30 30 60 60 60 30 30
7 1 .0 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1. 0 1. 0 1. 0
30 30 60 60 0 0 0
8 1 .5 1 . 5 1 . 5 1 . 5 1. 5 1. 5 1 . 5
30 30 30 30 30 30 90
9 0 0 0 0 0 Л
60 60 60 60 60 0 0
10 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0. 5 0. 5 0. 5
60 60 60 60 0 0 0
11 1 .0 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1. 0 1. 0 1. 0
60 60 60 60 60 60 90
12 1 .5 1 . 5 1 . 5 1 . 5 1. 5 1. 5 1 . 5
60 60 90 90 60 60 60
13 0 0 0 0 0 Л
90 90 90 90 90 0 0
14 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0. 5 0. 5 0. 5
90 90 90 90 30 60 0
15 1 .0 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1. 0 1. 0 1. 0
90 90 90 90 0 0 0
16 1 .5 1 . 5 1 . 5 1 . 5 1. 5 1. 5 1 . 5
90 90 90 90 90 0 0
ния ряской. Продукты жизнедеятельности птиц добавляли 2 раза в неделю в течение 6 нед, для кормления беспозвоночных использовали хлореллу.
Зоопланктон отбирали каждые 7 сут мерным сосудом объемом 1л с последующим процеживанием 5 л воды через сеть с ячеей 64 мкм. Пробы фиксировали 4%-ным формалином, камеральную обработку проводили по стандартной методике [24]. Всего собрано и обработано 112 проб (по 7 проб в каждой серии). Параллельно с проба-
ми зоопланктона отбирали воду для химического анализа, который выполняли по стандартным методикам, внесенным в Госреестр [18—23, 25], и биотестирования на лабораторной культуре Свп-odaphnia аЦр,тз ЫЩеЪог§ [26]. Для анализа изменений показателей зоопланктона в каждую дату наблюдений учитывали их разницу от величин, зарегистрированных перед первым внесением ПЖП. Статистическую обработку результатов проводили с использованием программы 8ТАТКТГСА 6.0, значимость коэффициентов корреляции и разли-
Таблица 2. Средние показатели химического состава воды и количества молоди Свпоёаркта от одной сам-
ки в исследованных микрокосмах
Количество ПЖП, мг/л Степень зарастания, % N03 NH4 N02 N общ. Р общ. к, %-экв. ХПК бпк5 Количество молоди от одной самки, экз.
мг ^л мг/л мг О/л
0 0 0.06 0.07 0.01 0.52 0.03 0.75 16.40 2.33 5.1 ± 0.6
30 0.08 0.14 0.01 0.51 0.06 0.21 11.56 1.23 4.9 ± 0.6
60 0.07 0.15 0.02 0.53 0.20 0.22 11.58 1.62 5.7 ± 0.9
90 0.07 0.22 0.02 0.46 0.19 0.21 11.88 1.30 5.2 ± 0.7
0.5 0 1.55 1.11 1.89 6.45 0.62 1.50 28.02 7.16 6.9 ± 0.8
30 2.14 0.74 0.37 5.43 0.77 1.44 24.20 4.68 7.3 ± 0.6
60 0.90 1.42 1.06 3.89 0.37 1.13 19.37 4.17 7.1 ± 0.6
90 0.23 2.48 1.04 3.94 0.64 1.58 16.50 1.46 5.4 ± 0.5
1.0 0 1.98 2.70 0.70 7.31 1.11 2.72 35.40 8.41 9.2 ± 1.1
30 0.09 2.79 0.02 3.20 0.33 1.40 20.30 2.80 8.4 ± 0.7
60 2.28 1.86 1.17 5.15 0.54 1.69 25.36 9.13 8.5 ± 0.9
90 0.13 5.03 0.12 4.51 0.35 1.80 31.17 1.38 7.4 ± 0.7
1.5 0 0.28 5.85 1.79 8.58 1.31 3.49 37.44 5.86 5.2 ± 0.9
30 1.31 4.66 0.70 8.04 0.75 2.67 28.44 9.48 4.2 ± 0.7
60 1.66 4.62 0.57 7.31 1.27 2.52 33.06 8.57 8.7 ± 1.0
90 0.11 6.10 0.02 6.44 0.49 2.11 21.80 2.03 8.5 ± 1.1
чия средних значений параметров принимали достоверными при уровнер < 0.05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Под влиянием ПЖП в части опытных микрокосмов увеличивалась степень зарастания. Однако ход данного процесса был нарушен существенным выеданием ряски случайно заселившимися личинками Са1аеШ1а 1втпа1а Ь., в результате чего через 2—4 нед наблюдали снижение зарастания лотков (табл. 1).
Поступление ПЖП способствовало повышению количества органических соединений независимо от их концентрации и степени зарастания микрокосмов (табл. 2). Возрастало содержание общего азота, калия, ХПК и БПК5: г = 0.88, 0.74, 0.62 и 0.33 соответственно. При увеличении содержания ПЖП в микрокосмах с разным уровнем зарастания повышались концентрации аммония (г = 0.62), оксида азота (0.29), общего азота (0.80), общего фосфора (0.60), калия (0.87), а также величин ХПК (0.69) и БПК5 (г = 0.33).
При увеличении степени зарастания опытных микрокосмов снижалось количество оксида азота (г = —0.34), общего азота (—0.29), калия (—0.35), а также величины ХПК (г = —0.29).
В воде большей части опытных микрокосмов увеличивалось относительно контрольных данных количество молоди Свпойаркта а£р.тз, рожденной одной самкой. Однако в ряде случаев из-
менения зависели от степени зарастания микрокосмов и количества ПЖП (табл. 2). Так, при концентрации ПЖП 0.5 и 1.0 г/л при увеличении зарастания зарегистрировано снижение количества молоди, при максимальном содержании ПЖП (1.5 г/л) — повышение. По-видимому, это связано с нижним порогом влияния ПЖП, который приходится на величину 0.5 г/л, а поступающие с ПЖП питательные вещества в концентрациях 0.5 и 1.0 г/л в первую очередь усваиваются растениями. Повышение концентрации ПЖП до 1.5 г/л при отсутствии макрофитов и при 30%-ном зарастании угнетает репродуктивную функцию С. аЦШз, а при 60 и 90%-ном зарастании отмечено максимальное количество молоди.
В зоопланктоне контрольных микрокосмов при повышении степени зарастания сокращалось общее число видов (г = —0.73) в основном за счет ЯоШега, но разнообразие Сорероёа возрастало (рис. 1а и табл. 3). Увеличение степени зарастания опытных микрокосмов вызывало значимое сокращение числа видов коловраток, повышение разнообразия веслоногих и ветвистоусых ракообразных, что наблюдали при добавлении ПЖП в концентрациях 0.5 г/л (г = —0.72, 0.47 и 0.60 соответственно) и 1.0 г/л (г = —0.50, 0.51 и 0.67 соответственно). Повышение количества ПЖП в незарас-тающих микрокосмах способствовало сокращению общего количества видов беспозвоночных (г = —0.71) и коловраток (г = —0.74). Уменьшение разнообразия последних наблюдали при степени
УМ ■ jffl.ii
30 60 90
30 60 90
0 30 60 90
0 30 60 90 %
11 3 9 4
Рис. 1. Изменение среднего числа видов зоопланктона микрокосмов при изменяющейся степени зарастания ряской (%) и действии различных концентраций продуктов жизнедеятельности птиц: а — отсутствие ПЖП; б—г — при добавлении ПЖП в концентрации 0.5, 1.0, 1.5 г/л соответственно; 1 — КоШега, 2 — Сореро(3а, 3 — СМосега, 4 — общее.
тыс. экз./м3
гЬ
500 -
200 -Л
100 0
% г
50
—50 -1
I г^, I г^Е-. I
гЬ
А
0 30 60 90 е
А
А
0 30 60 90 ж
й.
гЬ
0 30 60 90
з
0 30 60 90 0 30 60 90 ь 0 30 60 90 ь о 30 60 90 %
~1 ^2 ~3
Рис. 2. Изменение средней численности зоопланктона микрокосмов (а—г, тыс. экз./м3) и доли таксономических групп в общей численности сообществ (д—з, %) при изменяющейся степени зарастания ряской (ось абсцисс) и действии различных кон
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.