Оценка состояния донных сообществ на искусственных рифовых конструкциях в районе свала глубин Северного и среднего Каспия Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 574.58 (262.81)

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ДОННЫХ СООБЩЕСТВ НА ИСКУССТВЕННЫХ РИФОВЫХ КОНСТРУКЦИЯХ В РАЙОНЕ СВАЛА ГЛУБИН СЕВЕРНОГО И СРЕДНЕГО КАСПИЯ

Приводятся материалы по оценке состояния донных сообществ на искусственных рифовых конструкциях, установленных на свале глубин моря, физиономические особенности мест установки рифов, окружающего их ландшафта. Дается характеристика донных биоценозов.

The article contains materials on the evaluation of the state of bottom communities on the artificial reef structures, installed on the drop-off the depths of the sea, physiognomical features of the place of installation of reefs, the surrounding landscape. Characteristics of bottom biocenoses are given.

Ключевые слова: Рифовые станции, обрастания, бентос, бычковые рыбы численность, биомасса, сообщества. Keywords: Reef stations, fouling, benthos, goby fish, abundance, biomass, community._

Российский сектор западного и центрального свала глубин Северного и Среднего Каспия находится районах, имеющих рыбохозяйственное значение как места обитания и нагула ценных видов рыб. С конца прошлого столетия эти воды находятся под усиленной антропогенной нагрузкой связанной с поисково-разведочными работами месторождений углеводородов на шельфе моря рядом нефтяных компаний. Огромное влияние на биоресурсы этих вод оказывает широкомасштабный, организованный браконьерский лов осетровых рыб. Расширение транзитного коридора морских грузовых перевозок оказывает загрязняющее воздействие нефтепродуктами и гидробиотнами-вселенцами на биоту моря со стороны судов. Огромное количество загрязняющих веществ выносится в море с речным стоком. На Северном и Среднем Каспии началась эксплуатация месторождений углеводородного сырья, которая не исключает аварийные разливы нефти. Все это в целом создает напряженность и отрицательно влияет на морские экосистемы, обозначая ряд проблем (Абдурхманов и др., 2002, Сокольский и др.2005), решение которых стало основанием для проведения ниже представленных работ. Комплексные исследования проводились в сентябре 2007 г, а также в июле и октябре 2008г.

Расположение станций наблюдений представлено на карте (рис.1.)

Отбор проб бентоса осуществлялся в районах установки донных биостанций, представляющих собой модульную конструкцию, выполненную из рН-нейтрального бетона, с помощью дночерпателя «Океан - 0,1» по общепринятым в гидробиологии методам (Руководство.. .1978, Атлас..., 1968). Рифовые конструкции предназначены для формирования сообществ организмов, являющихся биоиндикаторами состояния среды и биоты. Качественный и количественный анализы образцов организмов с биостанций, и пробы с контрольных точек наблюдений, определил степень влияния экологически емких биотопов на экосистему.

Станция Ракушечная расположена в Северном Каспии в точке с координатами 45° 00' 28 СШ и 48 33 31 ВД. Глубина местаположения рифа составляет 7м. В период исследований в июле 2008 г акватория дна была покрыта крупными рифелями грунта, состоящего из фракций битой и целой ракуши, в сентябре 2008 представлена ровным плато с мелкопесчаными грунтами, что свидетельствует об интенсивной подвижке и переносу на значительные расстояния поверхностного слоя и возможности замывания грунтами рифовых конструкций.

Установленная с учетом гидрологических условий донная рифовая биостанция (рис.2) дала мощный экологический эффект с высокими положительными результатами. Во-первых, следует отметить высокую штормоустойчивость биостанции, находясь на глубине 7 м, в зоне

© 2012 Курапов А.А.1, Абдурахманов Г.М.2, Ушивцев В.Б.3, Ермаков Д.И.3, Водовский Н.Б.3, Ахмедова Г.А.4, Гасангаджиева А.Г.4

1ООО «Научно-исследовательский институт проблем Каспийского моря»

2 ГУ Институт прикладной экологии 3 Каспийский филиал института океанологии РАН 4 Дагестанский государственный университет

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В РАМКАХ ГК 16.552.11.7051 ОТ 29.07.2011 И ГК 16.740.11.0051 ОТ 01.09.2010

интенсивного волнения она показала устойчивость, как к волновой динамике, так и к подвижкам грунтов, которые в силу конструктивных особенностей станции оказались неспособными ее замыть. Превосходя теоретические расчеты, сверхвысокой оказалась экологическая емкость конструкции.

Рис.2. Модульная донная рифовая биостанция

В составе ихтиофауны обнаруженной на рифовой станции присутствовали бычки, пуголовки, вобла, шемая, кефаль, лещ, атерина, кильки, молодь осетровых рыб. Прозрачные для передвижения рыб, ракообразных и расселения перифитона внутренние пространства, имеющие множество убежищ и плоскостей с различными уклонами, позволили искусственно создать аномально высокие концентрации гидробионтов с высоким биоразнообразием. В составе ихтиофауны доминировали бычки. Морфометрические показатели большей части бычков, заселяющих биостанцию далеко выходили за рамки среднестатистических значений показателей тех же рыб обитающих на фоновых участках, что свидетельствует об исключительно благоприятных условиях обитания на рифе. Вся поверхность рифа была покрыта перифитоном (Таблица 1)

Таблица 1

Состав и биомасса перефитона ст. «Ракушечная»

Состав обрастаний и обитающих среди них Вид организма Биомасса в граммах на дм2

организмов

Усоногие раки Balanus improvisus 65

Двустворчатый моллюск Mytilaster lineatus 5

Двуствочатый моллюск Dreissena polymorpha 12

Макрофит Polysiphonia 8

Макрофит Enteromorpha 5

Гидрозои Bougainvillia Megas 10

Краб молодь Rhithropanopeus Harrisii 8

Креветка Palemón 11

ВСЕГО 118

На рифе отмечены низкие биомассы моллюсков и макрофитов из-за их активного выедания такими рыбами как бычки, вобла, лещ, шемая, кефаль. (Таблица 2)

Таблица 2

Видовой состав, численность и биомасса донных сообществ вокруг рифа «Ракушечный»

Вид Численность, экз/м2 Биомасса, г/м2

Niphargoides similis 174 0,0S2

Corophium curvispinum 2 0,004

Cerastoderma lamarki 40 5,496

Pseudocuma cercaroides 4 0,002

Stenocuma graciloides S 0,003

Balanus improvisus 110 1,634

Mytilaster lineatus 62 0,13S

Nereis diversicolor 72 0,3S4

Oligochaeta S2 0,03S

Abra ovata S6 2,306

Schizorchynchus bilamellatus 24 0,02

Всего 664 10,107

В составе донных сообществ зарегистрировано 11 видов, среди которых наибольшим обилием и биомассой отличались усоногие раки, амфиподы и моллюск Cerastoderma lamarki, который составлял ядро биомассы (55 %).

На станции отмечается высокое видовое разнообразие ракообразных, что свидетельствует о благоприятном кислородном режиме. Индекс видового сходства с фоновым участком составляет 0,72, что свидетельствует об идентичности сообществ рассматриваемых участков. Заниженные концентрации и биомассы донных животных в районе рифа по сравнению с фоновыми показателями объясняются большим развитием Mytilaster lineatus на фоновом участке. За

счет обилия этого прикрепленного моллюска численность донного сообщества фонового участка в 2 раза превышает численность в районе рифа, а биомасса в 3,5 раза. Вокруг рифового модуля моллюск и других бентосные организмы выедаются бычками, численность которых в зоне рифа достигала 40 экз/м2.

В целом наблюдения за состоянием биоценоза вокруг рифа «Ракушечный» свидетельствовали об ярко выраженном положительном экологическом эффекте, вызванном присутствием твердого субстрата. Локальная экосистема, сформированная на рифовом субстрате, как мощный биофильтр, работает за счет усоногих раков.

Биостанция «Широтная» расположена в точке с координатами 44 55 54 СШ и 480 55/ 58/7 ВД, глубина моря в месте рифа 11,2 м. Акватория дна представлена песчано- ракушечными грунтами.

Экологическая емкость искусственного биотопа позволила создать сообщество организмов с большой плотностью и биоразнообразием. В составе ихтиофауны биостанции кроме бычков, воблы, килек атерины и пуголовок встречалась молодь осетровых рыб. Как и на рифе «Ракушечный», в отличие от фоновых показателей, рыбы были значительно крупнее и их скопления более многочисленными. Наблюдения показали, что верхний ярус биостанции в большей степени заселен донными рыбами, здесь лучший кислородный режим, чем у дна, наличие множества удобных для откладки и охраны икры площадей, все это создает благоприятные условия для нереста. Кладки икры здесь наиболее многочисленны и представлены большим числом икринок, чем на естественных субстратах. Вся поверхность рифа также была покрыта перифи-тоном (Таблица 3)

Таблица 3

Состав и биомасса перифитона на рифе «Широтный»

Состав обрастаний и обитающих среди них организмов Вид организма Биомасса в граммах на дм2

Усоногие раки Balanus improvisus 56

Двустворчатый моллюск Mytilaster lineatus 12

Двуствочатый моллюск Dreissena polymorpha 5

Макрофит Polysiphonia 45

Макрофит Laurencia 28

Гидрозои Bougainvillia Megas 35

Краб молодь Rhithropanopeus Harrisii 3

Креветка Palemon 15

ВСЕГО 199

Низкая биомасса моллюсков и крабов объясняется активным выеданием этих организмов ихтиофауной.

Изучение бентоса вокруг биостанции показало, что донное сообщество в меньшей степени, чем на рифе «Ракушечный» выедается ихтиофауной, обитающей на рифе (Таблица 4).

В составе зообентоса вокруг рифа «Широтный» было зафиксировано 9 видов донных животных, широко представленных в Каспийском море. Ведущую роль в формировании биомассы играет прикрепленный моллюск Mytilaster Нпеа^, доля которого составляет около 82 %. Видовой состав доминирующих видов, составляющих основу численности и биомассы донных организмов на рифе, аналогичен таковому на фоновом участке.

Численность бентосных организмов на фоновой станции составляет 75 % численности на рифе, а биомасса - 65 %, что обусловлено высокой биомассой Mytilaster Нпеа1и (55 г/м2) в районе рифа.

Видовой состав на фоновой станции практически идентичен биоразнообразию донных организмов на рифе. Индекс видового сходства составляет 0,77.

В целом наблюдения за состоянием биоценоза на рифе «Широтный» свидетельствовали о мощном эффекте экологически емкого искусственного биотопа, биоценоз которого пред-

Ф)

ставлен широким спектром организмов. Вершину трофической пирамиды в сообществе занимают донные рыбы, биомасса которых на рифовой станции с полезной площадью 10м2 составляет около 30 кг.

Таблица 4

Видовой состав, численность и биомасса донных сообществ вокруг рифа «Широтный»

Вид Численность, экз/м2 Биомасса, г/м2

Niphargoides similis 40 0,06

Cerastoderma lamarki 20 5,0

Dikerogammarus haemobaphes 10 0,04

Balanus improvisus 450 2,7

Mytilaster lineatus 300 55

Nereis diversicolor 70 0,15

Oligochaeta 40 0,05

Abra ovata 25 3,6

Rhithropanopeus harrissii 10 0,5

Всего 965 67,1

Биостанция «Сарматская» расположена в точке с координатами 440 07/ 35,5// СШ и 490 01' 05,9" ВД, глубина моря в месте рифа 32 м. Донный ландшафт представлен ракушечными грунтами, которые являются динамичными и способными к переносу донными течениями и штормовыми волнами, о чем свидетельствуют крупные рифели на поверхности дна. Рыхлые ракушечные грунты здесь заселяют различные виды гаммарид, крабы, длиннопалые и кумовые раки, мизиды.

Биостанция состояла из донной и пелагических частей (рис.3). Донная была изготовлена из нейтрального бетона и состояла из нескольких прослоек с убежищами, а пелагическая часть рифа представляла собой два полипропиленовых мешка емкостью по 0,5 м3, заполненные пластиковыми емкостями с воздухом для положительной плавучести.

Рис.3. Донно-пелагическая рифовая биостанция «Сарматская

Пелагическая часть рифа предназначена для формирования перифитона. Внутреннее пространство мешков - убежище для креветок. Первое обследование в октябре того же года показало, что биостанция сохранила свои конструктивные элементы в условиях среды. В составе сообщества обрастаний биостанции присутствовали представители фито- и зообентоса (таблица 5)

Таблица 5

Состав сообщества обрастаний на биостанции «Сарматская »

Состав обрастаний и обитающих среди них организмов Вид организма Биомасса в граммах на дм2

Усоногие раки* Balanus improvisus 75

Двустворчатый моллюск* Mytilaster lineatus 67

Брюхоногий моллюск Theodoxus pallasi 11

Макрофит* Polysiphonia 32

Макрофит* Laurencia 20

Гаммарида Gammarus ischnus 0,33

Гаммарида Niphargoides similes 0,1

Гаммарида Dikerogammarus haemobaphes 0,2

Креветка Palemon 13

ВСЕГО 218,63

Зообентос в районе станции «Сарматская» представляет собой мощный биоценоз на основе обрастателей: Mytilaster и Ва1апш, формирующих основу биомассы донного сообщества. Такое обилие прикрепленных форм бентоса свидетельствует о грунтах вокруг рифа, представленных крупными раковинами моллюсков и являющихся субстратом для обрастаний. Комплекс обрастателей обогащается за счет восьми видов ракообразных, среди которых амфипода СогорЫит ЛеПсоте составляет половину численности всего донного сообщества. Столь высокое видовое и количественное представительство ракообразных вокруг рифа свидетельствует о благоприятных условиях обитания (таблица 6).

Таблица 6

Видовой состав, численность и биомасса донных сообществ вокруг биостанции «Сарматская»

Вид Численность, экз/м2 Биомасса, г/м2

Dikerogammarus haemobaphes 80 1,35

Corophium chelicorne 3800 8,6

Gammarus ischnus 400 0,32

Gmelina sp. 40 0,04

Amathillina cristata 40 0,670

Gammarus pauxillus 40 0,04

Niphargoides similis 80 0,16

Pseudocuma cercaroides 10 0,02

Balanus improvisus 1590 58,8

Mytilaster lineatus 980 157,1

Didacna protracta 10 1,6

Theodoxus pallasi 40 2,1

Oligochaeta 20 0,03

Nereis diversicolor 180 5,460

Итого 7310 236,3

Индекс видового сходства фоновых и контрольных сообществ составляет 0,79, что свидетельствует о незначительных различиях видового состава. Отсутствие скоплений ихтиофауны, по видимому, связано с низкой температурой воды в данном районе (130С).

Работы, проведённые в рамках исследования влияния искусственных рифов на окружающую среду показали наличие различий как в видовом составе, так в продукционных характеристиках исследуемых акваторий. Показатели биоразнообразия бентофауны были почти всегда выше вокруг рифов, где наблюдается скопление многих донных и придонных животных, обусловленное наличием твёрдого субстрата играющего для многих гидробионтов роль убежища, субстрата для обитания (Mytilaster, Balanus, Corophшm), размножения и нагула (бычковые ры-42

бы). Несомненен так же аттрактивный эффект, обусловленный скоплением пищевых ресурсов (детрит, макрофиты и пр.)

Коллектив авторов выражает благодарность заведующему лабораторией подводной видеотехники ИОРАН канд. тех.наук Б.Я. Розман, осуществлявшему подводные наблюдения с помощью ТПА «ГНОМ»; водолазам 1 кл. 1-2 гр. специализации Земе С.В. и Мовян А. В., осущксвлявшим сбор проб, подводная видеосъемка, установка биостанций; водолазному специалисту Грицыхину В.А., за обеспечение безопасности выполнения водолазных работ

Библиографический список

1. Абдурахманов Г.М., Карпюк М.И., Морозов Б.Н., Пузаченко Ю.Г. Современное состояние и факторы, определяющие биологическое и ландшафтное разнообразие Волжско-Каспийского региона Россиию -М: Наука, 2002. - 416с.

2. Атлас беспозвоночных Каспийского моря. под. ред. В.В. Бирштейна,изд-во Наука. М. - 1968

3. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем / Под ред. В.А.Абакумова. - Спб.: Гидрометеоиздат.-318с .

4. Сокольский А.Ф., Попова Н.В., Колмыков Е.В. Курапов А.А. Биоэкологические основы и практические результаты разработки системы защиты биологического разнообразия Каспийского моря от нефтяного загрязнения. - Астрахань, 2005. - 128 с.

1. Abdurahmanov G.M., Karpuk M.I., Morozov B.N., Puzachenko U.G. Current status and factors that determine the biological and landscape diversity of the Volga-Caspian region of Russia. - Moscow: Science, 2002. -p. 416

2. Atlas of invertebrates of the Caspian Sea. Under the editorship of Birshtein A.A., Pub. house Science. M. -1968

3. Guidelines for hydrobiological monitoring of freshwater ecosystems / Under the editorship of Abakumova A.A - St. Petersburg.: Gidrometeoizdat.-p.318

4. Sokolskii A.F., Popova N.V., Kolmikov E.V., Kurapov A.A. Bioecological principles and practical results of the development system to protect the biological diversity of the Caspian Sea from oil pollution. - Astrakhan, 2005. - p. 128

УДК 574.583 (262.81-17)

ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛАНКТОНА МЕЛКОВОДНОЙ ЧАСТИ СЕВЕРНОГО КАСПИЯ

В работе приводятся данные за пять лет по планктону мелководной зоны Северного Каспия, обсуждается проблема количественных показателей развития планктона, многолетняя динамика.

Data for the five years on a plankton in shallow water of Northern Caspian sea is cited in work, the problem of quantity indicators of development of a plankton, long-term dynamics is discussed. Ключевые слова: планктон, Северный Каспий, динамика.

Keywords: plankton, Northern Caspian, dynamics_

Разработка месторождений углеводородного сырья затрагивает все компоненты абиотической и биотической среды. При освоении морских шельфовых зон наибольший негативный эффект испытывают водные гидробионты, и прежде всего, планктон [5. 6]. Следует особо отметить, что именно состояние этого компонента биоты определяет продуктивность морских экосистем: состав и запасы промысловых рыб и беспозвоночных. Все это определяет важность

Bibliography

© 2012 Умербаева Р.И., Попова Н.В., Саркисян Н.А.

ООО «НИИ проблем Каспийского моря» ООО «Каспийская нефтяная компания» «Астраханский государственный технический университет»