CC BY
71
УДК 574. 632 (26)
Н. Е. Демерецкиене
ВИДОВОЙ СОСТАВ ЗООПЛАНКТОНА В РАЙОНЕ ДАМПИНГА В ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ
Анализируется видовой состав и видовая структура зоопланктона в районе дампинга. Исследования проводили весной и летом в 1998 —
2009 гг. Были изучены коловратки (Rotifera), веслоногие ракообразные (Copepoda) и ветвистоусые ракообразные (Cladocera). За 12-летний период были установлены изменения в видовой структуре зоопланктона в районе дампинга.
This article analyses the zooplankton species composition and species structure in the dumping area. The research was carried out in spring and
Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. 2012. Вып. 7. С. 74—84.
summer of 1998 — 2009. Rotifera, Copepoda and Cladocera groups of Zooplankton were studied. Certain changes to the Zooplankton species structure were registered in the dumping area over the 12-year period.
Ключевые слова: видовой состав, видовая структура, зоопланктон, дам-пинг, Балтийское море.
Key words: species composition, species structure, Zooplankton, dumping, Baltic Sea
Введение
Проблема загрязнения вод Мирового океана и сохранения его биологических ресурсов тревожит многих ученых. Рассмотрение биоты отдельных морей, в том числе Балтийского моря, стало особенно актуальным. Исследование зоопланктонофауны в районе дампинга начинали с необходимости пристального изучения видового состава, видовой структуры. В первую очередь сообщество (в том числе и зоопланк-тонное) характеризуют видовой структурой — набором видов и количеством особей каждого вида, слагающих сообщество [3, с. 4]. Видовую структуру можно рассматривать как своеобразную экологическую «систему отсчета»— именно по изменениям в численностях видов нередко судят о проявлениях многообразных факторов, определяющих жизнь сообщества [3, с. 12]. Знание видового состава информативно благодаря тому, что отдельные виды и в особенности их сочетания закономерно связаны с условиями их обитания [2, с. 39].
Материал и методы исследований
Гидробиологические исследования зоопланктона проводили в юговосточной части Балтийского моря (Литовская экономическая зона) весной и летом 1998 — 2009 гг. унифицировано в системе мониторинга. Регулярно исследовали район дампинга и фоновую станцию I. Географические координаты дампинга 55° 38,0'с. ш. 20° 48,0'в. д. Дампинг находится от береговой линии на 10,4 морских миль, или на 19,2608 километров. Географические координаты фоновой станции I — 55° 39,0'с. ш. 20° 50,0'в. д. Фоновая станция I находится от береговой линии на 9,1 морских милей, или на 16,8532 километров. С 1998 по 2006 г. использовали сеть WP-2 с размером ячеи 108 pm, а в последующие годы — стандартную сеть WP-2 с размером ячеи 100 pm. Данное оборудование рекомендовано методикой HELCOM [7]. Пробы зоопланктона отбирали при помощи сети с глубины 25 м до поверхности воды, фиксировали 4%-ным формальдегидом. Применяли микроскоп OLYMPUS SZ 61 при 180-кратном увеличении. При анализе зоопланктонного сообщества установили его видовой состав, численность и процентное отношение каждого вида от общей численности зоопланктона. Использовали функцию рангового распределения ni/N для выделения количества структурообразующих видов [5, с. 901].
75
Результаты и их обсуждение
В весеннее время во все исследуемые годы в районе дампинга и на фоновой станции I доминировала (занимала первый ранг вида) коловратка (Rotifera) Asplanchna priodonta Gosse (табл. 1). Лишь в 2008 г. доминантой была другая коловратка — Synchaeta monopus Plate. Общая для района дампинга и фоновой станции I доминанта A. priodonta Gosse количественно была распределена неоднородно. Считается, что наиболее устойчивыми в условиях воздействия тяжелых металлов при сопутствующем процессе эвтрофирования и повышенной мутности воды являются коловратки, и одна из них — A. priodonta Gosse [1].
Таблица 1
Общие показатели зоопланктона в районе дампинга и на фоновой станции I
Год Район Общее количество видов Виды-доминанты Количество структурных видов
Весна Лето Весна Лето Весна Лето
1998 Дампинг 9 11 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Centropages hamatus Lilljeborg, 1853 4 9
1998 Фоновая ст. I 11 11 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Centropages hamatus Lilljeborg, 1853 4 8
1999 Дампинг 10 10 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Keratella quadrata O. F. Müller, 1786 4 4
1999 Фоновая ст. I 10 11 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Keratella quadrata O. F. Müller, 1786 4 4
2000 Дампинг 7 10 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 4 5
2000 Фоновая ст. I 7 10 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 4 5
2001 Дампинг — 10 — Keratella quadrata O. F. Müller, 1786 — 3
2001 Фоновая ст. I — 10 — Keratella quadrata O. F. Müller, 1786 — 3
2002 Дампинг 7 11 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Cercopagis pengoi Ostroumov, 1891 1 6
2002 Фоновая ст. I 6 11 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Cercopagis pengoi Ostroumov, 1891 1 9
2003 Дампинг 8 7 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Keratella quadrata O. F. Müller, 1786 3 3
Окончание табл. 1
Год Район Общее количество видов Виды-доминанты Количество структурных видов
Весна Лето Весна Лето Весна Лето
2003 Фоновая ст. I 10 8 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Cercopagis pengoi Ostroumov, 1891 5 3
2004 Дампинг 8 15 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Acartia longiremis Lilljeborg, 1853 5 8
2004 Фоновая ст. I 8 13 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Acartia longiremis Lilljeborg, 1853 5 9
2005 Дампинг 9 7 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Eubosmina maritima P. E. Müller, 1867 3 1
2005 Фоновая ст. I 8 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 3
2006 Дампинг 10 11 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Eubosmina maritima P. E. Müller, 1867 5 6
2006 Фоновая ст. I 8 8 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Eubosmina maritima P. E. Müller, 1867 3 6
2007 Дампинг 7 7 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Eubosmina maritima P. E. Müller, 1867 1 1
2007 Фоновая ст. I 8 9 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Eubosmina maritima P. E. Müller, 1867 1 1
2008 Дампинг 6 7 Synchaeta monopus Plate, 1889 Eubosmina maritima P. E. Müller, 1867 2 1
2008 Фоновая ст. I 10 4 Synchaeta monopus Plate, 1889 Eubosmina maritima P. E. Müller, 1867 2 1
2009 Дампинг 8 10 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Acartia longiremis Lilljeborg, 1853 2 8
2009 Фоновая ст. I 6 11 Asplanchna priodonta Gosse, 1850 Acartia longiremis Lilljeborg, 1853 2 8
77
Примечание: Прочерк значит отсутствие экспедиций.
За все исследуемые годы в весенний период самой высокой численности A. priodonta Gosse достигала в 2007 г. в районе дампинга — 233600 экз./м3 (рис. 1). Коловратка в районе дампинга и на фоновой станции I имела первый и единственный ранг благодаря высокой численности.
78
•Дампинг
;Фоновая станция I
£
1998 1999 2000 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Год
Рис. 1. Распределение численности Asplanchna priodonta Goss в весенний период в юго-восточной части Балтийского моря
На рисунке 2, а показан один структурообразующий виц. Общее количество видов при этом было 7 и 8 в районе дампинга и на фоновой станции I соответственно (табл. 1). Высокая численность A. priodonta Gosse без количества структурообразующих видов и общего количества видов зоопланктона на исследуемых участках не дает полную информацию о зоопланктонном сообществе. Вид-доминант имеет первый ранг в структурообразующем комплексе видов зоопланктонного сообщества.
1 — структурообразующий вид-доминант АврЫпсЬпа ргю-йопЬа
2 — 8 — виды разных таксономических групп, которые не входят в структурообразующий комплекс
1 — структурообразующий вид-доминант Ар1апсЬпа ртю-йопЬа
2 — структурообразующий вид БупскавЬа шопорив
3 — 8 — виды разных таксономических групп, которые не входят в структурообразующий комплекс
б
Рис. 2. Ранговое распределение численности видов разных таксономических групп зоопланктона весной 2007 (я) и 2009 гг. (б)
На фоновой станции I в весенний период самой высокой численности коловратка достигала в 2009 г. — 112 784 экз./м3 (рис. 1). При этом количество структурообразующих видов в районе дампинга и на фоновой станции I было одинаковым — два (рис. 2, б). Вторым видом в структурообразующем комплексе видов зоопланктона была коловратка Synchaeta monopus Plate. Общее количество видов на исследуемых участках в рассматриваемый период было восемь и шесть соответственно (табл. 1). Сравнивая численность коловратки за 12-летний период в весеннее время, установили, что она была выше в районе дампинга или совпадала с численностью вида на фоновой станции I (рис. 1). Только в 1998 и 1999 гг. количество A. priodonta Gosse было больше на фоновой станции I (рис. 1). Данный факт по преобладанию численности коловратки в более загрязненном районе не является новым. В зоопланктон-ном сообществе и его части — сообществе коловраток — возможны различные компенсаторные механизмы восстановления численности видов при воздействии загрязнителей. В сообществе коловраток происходит повышенное по сравнению с зоопланктоном приспособление к действию загрязнителей с течением времени [3, с. 73]. Количество структурообразующих или структурных видов при этом было практически всегда одинаковым на исследуемых участках.
В таблице 1 показана ведущая роль коловраток в зонах, испытывающих техногенное загрязнение, что свидетельствует о снижении интенсивности процесса самоочищения и меньшей кормовой ценности зоопланктона. Роль коловраток как естественного биофильтра по своей мощности намного менее значима по сравнению с ракообразными [1].
Летом коловратка Keratella quadrata O. F. Müller доминировала в 1999 и 2001 гг. как в районе дампинга, так и на фоновой станции I, а в 2003 г. была доминирующим видом только в районе дампинга (табл. 1). В 2000 г. единожды «холодолюбивая» коловратка A. priodonta Gosse имела первый ранг в видовом списке зоопланктона (табл. 1). В 1999 г. высокая численность была у K. quadrata O. F. Müller в районе дампинга — 55341 экз./м3. Общее количество видов в районе дампинга и на фоновой станции I было 10 и 11 соответственно (табл. 1).
В 2001 г. более высокая численность установлена на фоновой станции I — 165 373 экз./м3. Количество структурообразующих видов было одинаковым: по 3 вида с ярко выраженной видовой структурой. Число общих видов также было одинаковым — 10 (табл. 1). Сравнивая данные за годы исследований в летний период, установили, что численность доминирующих коловраток была выше на фоновой станции I.
Виды двух других групп зоопланктона — веслоногие ракообразные (Copepoda) и ветвистоусые ракообразные (Cladocera) — в юго-восточной части Балтийского моря доминировали только летом. Веслоногие ракообразные в районе дампинга из года в год снижают свою численность. Это частично объясняется процессом эвтрофирования Балтийского моря. Вторая объективная причина — замутнение водной толщи мелкодисперсной взвесью, в которой присутствуют биогенные элемен-
ты, органические вещества, нефтепродукты, тяжелые металлы, снижающие прозрачность воды. С точки зрения оценки биоресурсов водоема зоопланктон — кормовая база молоди рыб и постоянная пища планк-тоноядных [4, с. 242]. Ракообразные погибают в мутной мелкодисперсной взвеси, тем самым сокращается основная кормовая база рыб.
В 1998 г. среди веслоногих ракообразных доминировал рачок Сепїто-pages ЬатаЫэ Ш1)'еЬо^, численность которого в районе дампинга составляла 1585 экз./м3, а на фоновой станции I — 1646 экз./м3. Летом количество структурообразующих видов значительно увеличивается. В районе дампинга было 9 структурообразующих видов, а на фоновой станции I — 8. Общее количество видов на исследуемых участках было одинаковым — 11 (см. табл. 1, рис. 3). В районе дампинга и на фоновой станции I также обнаружены коловратки и, что немаловажно, ветвистоусые ракообразные — Буайпе потйтаппї Lovën и Ройоп іепскагНі Є. О. Баге.
1 — структурообразующий вид-доминант Centropages ЬашаШв Дампинг:
2 — 9 — структурообразующие виды разных таксономических групп 10—11 — виды разных таксономических групп, которые не входят в структурообразующий комплекс Фоновая станция I:
2 — 8 — структурообразующие виды разных таксономических групп 9—11 — виды разных таксономических групп, которые не входят в структурообразующий комплекс
Рис. 3. Ранговое распределение численности видов разных таксономических групп зоопланктона в августе 1998 г.
Похожая ситуация наблюдалась в 2004 и 2009 гг., когда первую позицию в структурообразовании зоопланктона занимал рачок Acartia longiremis Lilljeborg. В 2004 г. численность рачка в районе дампинга составляла 3709 экз./м3, а на фоновой станции I — 4749 экз./м3. В 2009 г. его количество было несколько выше: 7126 экз./м3 и 9659 экз./м3 в районе дампинга и на фоновой станции I соответственно. В эти годы на исследуемых участках количество структурообразующих видов, которые были выделены при помощи функции рангового распределения, было одинаковым — 8 (см. табл. 1, рис. 4, а, б). Только в 2004 г. на фоновой станции I было 9 структурообразующих видов (см. табл. 1).
Среди кладоцер доминирующими вицами были Cercopagis pengoi Os-troumov и Eubosmina maritima P.E. Müller (см. табл. 1). В 1999 г. в юговосточной Балтике в аномально огромных количествах и за очень короткий срок появился новый вид C. pengoi Ostroumov. На тот момент это был инвазивный вид, который нанес ущерб не только рыболовед-ческим хозяйственным структурам, но и гидробиологическому равновесию. В настоящее время вид занимает определенную экологическую нишу и является постоянным элементом летнего сообщества кладоцер.
§ 0,015
ч
- Дашттінг «Фоновая сх. І
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Вид зоопланктона
1 — структурообразующий вид-доминант Acartia longiremis Дампинг:
2 — 8 — структурообразующие виды разных таксономических групп
9 — 15 — виды разных таксономических групп, которые не входят в структурообразующий комплекс Фоновая станция I:
2—9 структурообразующие виды разных таксономических групп 10—13 — виды разных таксономических групп, которые не входят в структурообразующий комплекс
81
а
Вид зоопланктона
1 — структурообразующий вид-доминант Acartia longiremis 2—8 — структурообразующие виды разных таксономических групп 9—11 — виды разных таксономических групп, которые не входят в структурообразующий комплекс
б
Рис. 4. Ранговое распределение численности видов разных таксономических групп зоопланктона в августе 2004 (я) и в августе 2009 гг. (б)
В 2002 г. этот виц доминировал в сообществе зоопланктона, т. е. имел первый ранг в структурообразующем комплексе видов в районе дампинга и на фоновой станции I, а также в 2003 г. на фоновой станции I. В 2002 г. видом, имеющим второй ранг, был веслоногий рачок Acartia longiremis ЬШ|еЪо^. Если предположить, что вселения C. pengoi 08Ігоит^ не было бы, то вполне возможно, что доминирующим видом стал бы вид A. longiremis Ш|еЪо^. Такой же сценарий был бы возможен в 2003 г. Коловратка Keratella quadrata О. Б. МиПег, имеющая второй ранг после C. pengoi ОэЬгоито^ могла быть доминирующим видом среди видов зоопланктона. В 2002 г. численность C. pengoi 08ігоит^ в районе дампинга составляла 6643 экз./м3, а на фоновой станции I — 2000 экз./м3. В районе дампинга было 6 структурообразующих видов, а на фоновой станции I — 9. Общее количество видов на исследуемых участках было одинаковым — 11 (см. табл. 1, рис. 5). В 2003 г. на фоновой станции I численность рачка была более высокой, чем в 2002 г., и составляла 15 509 экз./м3. Однако количество структурообразующих видов было меньше — 3.
82
1 2 3 4 5 6
Вид зоопланктона
Дампинг Фоновая станция I
7 8 9 10 11
1 — структурообразующий вид-доминант Cercopagis pengoi Дампинг:
2 — 6 — структурообразующие виды разных таксономических групп 7—11 — виды разных таксономических групп, которые не входят в структурообразующий комплекс
Фоновая станция I:
2—9 — структурообразующие виды разных таксономических групп 9—11 — виды разных таксономических групп, которые не входят в структурообразующий комплекс
Рис. 5. Ранговое распределение численности видов разных таксономических групп зоопланктона в августе 2002 г.
Другим доминирующим видом среди кладоцер была Eubosmina maritima P. E. Müller, которая в 2006 г. достигала невысокой численности 4224 экз./м3 в районе дампинга и 4046 экз./м3 на фоновой станции I. При этом структурообразующий комплекс зоопланктона состоял из 6 видов (см. табл. 1, рис. 6, а). В 2007 г. ситуация сложилась обратная, численность рачка достигала максимальных значений 236353 экз./м3 в районе дампинга и 157569 экз./м3 на фоновой станции I. При этом доминирующий вид E. maritima P. E. Müller был единственным структурообразующим (см. табл. 1, рис. 6, б).
1 — структурообразующий вид-доминант Eubosmina maritima
2 — 6 — структурообразующие виды разных таксономических групп
7—11 — виды разных таксономических групп, которые не входят в структурообразующий комплекс
б
Рис. 6. Ранговое распределение численности видов разных таксономических групп зоопланктона в августе 2006 (я) и августе 2007 гг. (б)
Как известно, гидробионты-фильтраторы наиболее чувствительны к мелкодисперсной взвеси, что обусловлено воздействием на пищеварительный тракт мелких частиц, попадающих туда с током воды. Некоторые гидробионты испытывают сильное угнетающее влияние взвеси в уязвимые периоды жизни [6, с. 10]. Возможна гибель в первую очередь ветвистоусых ракообразных в результате дампинга в период их активного питания, связанного с повышением биомассы фитопланктона. Неслучайно их количество в районе дампинга ничтожно. Следует отметить, что при гибели фильтраторов снижается интенсивность процесса самоочищения.
Выводы
83
1. В юго-восточной части Балтийского моря в весеннее время во все исследуемые годы (за исключением 2008-го) в районе дампинга и на фоновой станции I доминировала коловратка (Rotifera) Asplanchna priodonta Gosse. Сравнивая численность коловратки за 12-летний период в весеннее время, мы установили, что она была выше в районе дам-пинга или совпадала с численностью вида на фоновой станции I (за исключением 1998 и 1999 гг.). Данный факт по преобладанию численности коловратки в более загрязненном районе не является новым. В сообществе коловраток происходит повышенное по сравнению с зоо-планктонным сообществом приспособление к действию загрязнителей с течением времени. Количество структурообразующих видов в сообществе коловраток в весенний период менялось от 1 до 5 и было практически одинаковым на исследуемых участках.
2. В летний период в сообществе коловраток численность доминант была выше на фоновой станции I. Количество структурообразующих видов среди коловраток менялось от 3 до 5 и было одинаковым на исследуемых участках.
3. Веслоногие (Copepoda) и ветвистоусые ракообразные (Cladocera) в юго-восточной части Балтийского моря доминируют только летом. Среди веслоногих ракообразных в разные годы доминировали Centropages hamatus Lilljeborg и Acartia longiremis Lilljeborg. Копеподы в районе дампинга из года в год снижают свою численность. Ракообразные, являясь естественными фильтрами, погибают в мутной мелкодисперсной взвеси, в результате сокращается основная кормовая база рыб. Количество структурообразующих видов в сообществе веслоногих ракообразных летом менялось от 8 до 9 и было практически всегда одинаковым на исследуемых участках.
4. Среди ветвистоусых ракообразных доминирующими видами были Cercopagis pengoi Ostroumov и Eubosmina maritima P. E. Müller. Гид-робионты-фильтраторы испытывают сильное угнетающее влияние мелкодисперсной взвеси и некоторые из них погибают. Неслучайно их численность в районе дампинга ничтожна. Количество структурообразующих видов в сообществе ветвистоусых ракообразных летом менялось от 1 до 9 на исследуемых участках.
Необходимо продолжать изучение проблемы дампинга и обратить внимание на всестороннее исследование зоопланктонофауны с использованием биологических моделей.
Список литературы
1. Вандыш О. И. Индикаторная роль зоопланктона в диагностике техногенного загрязнения, процесса эвтрофирования и степени ацидификации водоемов Кольского региона. URL: http://alphais.inep.ksc.ru/tezis5.html (дата обращения: 25.04.2012).
2. Винберг Г. Г. Успехи лимнологии и гидробиологические методы контроля качества внутренних вод // Научные основы контроля качества вод по гидробиологическим показателям. Л., 1981.
3. Левич А. П. Структура экологических сообществ. М., 1980.
4. Ривьер И. К. Состав, распределение и динамика зоопланктона как кормового ресурса рыб // Экология водных беспозвоночных. Нижний Новгород, 2007.
5. Федоров В. Д. Первичная продукция как функция структуры фитопланктонного сообщества // Доклад АН СССР. 1970. Т. 192, № 4. С. 901—904.
6. Чернина Е. Ю., Старцева А. И. Влияние мелкодисперсной взвеси на морских гидробионтов // Гидробиологический журнал. 1991. Т. 27, № 2. С. 9—14.
7. HELCOM. Guidelines for the Baltic monitoring programme for the third stage. Part D. Biological determinands. 1988. № 27 D. P. 131 — 135.
Об авторе
Наталья Евгеньевна Демерецкиене — ведущий специалист, соиск., Департамент морских исследований, Клайпеда.
E-mail: [email protected]
About author
Natalya Demereckiene, Leading Specialist, PhD student, Department of Marine Research, Klaipeda.
E-mail: [email protected]
