Состав и сезонная динамика зоопланктона озера второе (Челябинская область) Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Вестник Челябинского государственного университета. 2010. № 8 (189).

Экология. Природопользование. Вып. 4. С. 86-93.

В. В. Речкалов, Т. А. Пермякова

состав и сезонная динамика зоопланктона озера второе

(челябинская область)

На основе наблюдений, проведённых с марта по октябрь 2008 г., проанализированы состав и сезонная динамика зоопланктона оз. Второе, которое длительное время использовалось преимущественно для любительского рыболовства. Установлено, что в составе планктонного комплекса преобладают крупные фильтраторы, достигающие пиков развития в июле и сентябре. Особенности размерной структуры и сезонной динамики зоопланктона указывают на возможности улучшения рыбохозяйственного использования водоёма за счёт вселения планктоноядных рыб.

Ключевые слова: озёра, зоопланктон, сезонная динамика.

С 2003 по 2008 г. в Челябинской области сложились весьма благоприятные условия для развития озёрного рыбоводства. Эти годы характеризовались высоким уровнем стояния воды, и в рыбохозяйственный оборот были вовлечены обширные промысловые площади, которые либо длительное время не эксплуатировались, либо вообще не использовались ранее для выращивания рыбы. При этом сохранялась тенденция предыдущих лет: рыбоводство однозначно ориентировано на выращивание пеляди в озёрах с обеднённым составом ихтиофауны.

В силу того, что до настоящего времени не найдено простой и эффективной схемы рыбохозяйственного использования окунёво-плот-вичных водоёмов, хозяйствующие субъекты, получившие озёра в пользование, нашли чрезвычайно простой способ извлечения дохода. Они вынуждают рыбаков-любителей покупать путёвки за право лова рыбы из числа аборигенных видов. Несмотря на то что законность такого рода действий вызывает большие вопросы, была выявлена коммерческая перспектива развития любительского рыболовства.

Озеро Второе — достаточно крупный водоём, его площадь составляет около 2000 га. Сведения, имеющиеся в литературе, указывают на то, что озеро подверглось значительной антропогенной трансформации [1-2]. Изначально это был бессточный водоём, но в 1940-х гг. он начал быстро пополняться сточными воды промышленных предприятий Копейска и Челябинска. В 1947 г. затопление прибрежных территорий с расположенными на них населёнными пунктами и транспортными магистралями приняло угрожающий характер, и в 1951 г. был построен канал, позволивший сбрасывать излишки воды в р. Миасс. Увеличение объёма водной массы и формирование проточного ре-

жима, по-видимому, привело к распреснению озера, и в 1966 г. минерализация воды оз. Второе составляла приблизительно 0,70 г/л [3]. В дальнейшем произошло повышение минерализации воды. По результатам анализа проб, отобранных в марте 2008 г., она составила 1,5 г/л. Химический индекс воды — С3, при этом гидрокарбонаты, хлориды и сульфаты содержатся приблизительно в равных количествах.

Пополнение озера и увеличение его средней глубины до 5 м положительно сказалось на кислородном режиме, что позволило с начала 1950-х гг. организовать выращивание сиговых рыб, а в 1958 г. осуществить успешную интродукцию судака с последующей натурализацией [4]. Переломным событием стало вселение окуня в 1960-х гг., которого в озере не было более 50 лет. В результате окунь сравнительно быстро увеличил своё стадо, а численность судака осталась на относительно низком уровне [5]. В дальнейшем возможности ведения промышленного рыбоводства только сокращались. На сегодняшний день водоём используется главным образом рыболовами-любителями для лова плотвы и окуня.

Настоящее исследование выполнено в процессе разработки комплекса рыбоводно-биологических мероприятий по улучшению использования оз. Второе для любительского рыболовства в 2008 г. Его цель — изучение таксономической структуры и сезонной динамики зоопланктона, важнейшей составляющей кормовой базы рыб.

Отбор проб производился в два этапа: в марте на станциях 1-9, с мая по октябрь на станциях 1-5. Расположение станций показано на рис. 1. Облавливался весь столб воды стандартной количественной сетью Джеди (диаметр верхнего кольца 18 см), фильтрующий материал — газ-

Рис. 1. Расположение станций отбора проб на оз. Второе

сито № 64. Определение видового состава зоопланктона, оценка численности и биомассы проводились в камеральных условиях. При этом использовался стандартный счётный метод [6]. Организмы просчитывались под бинокуляром не менее чем в трёх порциях пробы, которые отбирали после взбалтывания. Объём просчитываемой части пробы зависел от её плотности. Для учёта малочисленных организмов просматривали всю пробу.

В период с марта по октябрь было обнаружено и определено 16 видов организмов зоопланктона: Daphnia longispina (Muller, 1785), Diaphanosoma brachiurum (Lilljeborg, 1900), Bosmina longirostris (Muller, 1785), Eurycercus lamellatus (Muller, 1785), Leptodora kindtii (Focke, 1844), Bythotrephes ced-erstroemii (Schoedler, 1863), Chydorus sphaericus (Muller, 1785), Cyclops strenuus (Ficher, 1851), Mesocyclops leukarti (Claus, 1857), Thermocyclops oithonoides (Sars, 1863), Eudiaptomus graciloides (Lilljeborg, 1888), Asplanchna priodonta (Gosse, 1850), Keratella quadrata (Muller, 1786), Filinia longisetа (Ehrenberg, 1834), Euchlanis lyra (Hudson, 1886), из числа которых 7 видов относятся к надотряду Cladocera, 3 вида к подотряду Cyclopoida (отряд Copepoda), 1 вид к подотряду

Calanoida (отряд Copepoda) и 4 вида коловраток (тип Rotifera. Помимо перечисленных объектов в пробах присутствовали науплиусы и копепо-диты младших стадий веслоногих ракообразных (Copepoda).

Усреднённые для всей акватории значения численности и биомассы особей отдельных видов приведены в таблице, откуда следует, что всего только 3 вида могут считаться круглогодичными: D. longispina, Е. graciloides, С. strenu-^. Остальные виды приурочены к определённым фазам годичного цикла. Представители М. 1еикагй встречаются в течение всего сезона вегетации с мая по октябрь, более мелкие и теплолюбивые циклопы Т. oithonoides — с мая по август. Мелкие фильтраторы из числа ветвистоусых рачков D. ЬгасЫишт и В. longirostris отмечены с июня по октябрь, а хищные ветвистоусые В. cederstroemii и L. появляются

позже, их присутствие зафиксировано соответственно с июля по октябрь и в августе-сентябре. По всей видимости, представленные наблюдения не отражают весьма характерного для озёрного планктона весеннего максимума развития коловраток. Коловратки в заметном количестве отмечены начиная с июля.

численность и биомасса представителей отдельных видов зоопланктона

Вид Месяц отбора проб

III V VI VII VIII IX X

н/отр. Ветвистоусые раки (Cladocera)

Daphnia longispina 0,44 0,154 0,96 0,056 9,45 0,705 32,62 4,192 19,36 2,423 47,03 6,208 11,13 2,394

Diaphanosoma brachiurum - - 0,12 * 2,35 0,051 1,00 0,019 0,74 0,022 3,85 0,043

Bosmina longirostris - - 0,01 * 0,03 * 0,15 0,001 0,10 0,001 0,18 *

Eurycercus lamelatus - - - - - 0,04 * 0,01 *

Leptodora kinditii - - - - 0,04 0,007 0,05 0,063 -

Bythotrephes cederstroemii - - - 0,05 0,013 0,07 0,014 0,04 0,025 0,01 *

Chydorus sphaericus - - - 0,05 * 0,04 0,001 - -

отр. Веслоногие раки (Copepoda)

Eudiaptomus graciloides 5,11 0,294 10,52 0,283 13,45 0,429 33,94 1,300 8,63 0,189 10,26 0,433 5,62 0,299

Cyclops strenuus 3,14 0,220 12,66 0,899 3,30 0,303 2,48 0,255 0,64 0,054 2,42 0,176 1,97 0,161

Mesocyclops leukarti - 15,21 1,292 4,08 0,318 0,70 0,046 1,81 0,106 14,42 0,252 1,24 0,022

Thermocyclops oithonoides - 11,20 0,182 4,88 0,080 2,36 0,028 9,18 0,130 - -

Копеподиты млад. стадий - 8,84 0,041 2,42 0,012 6,03 0,022 17,74 0,084 - -

Науплиусы копепод 6,95 0,015 10,57 0,027 70,69 0,175 17,75 0,044 12,80 0,032 3,71 0,05 2,38 0,05

тип Коловратки (Rotifera)

Asplanchna priodonta - - - 2,31 0,004 0,64 0,004 3,30 0,053 0,22 0,001

Keratella quadrata - - - 0,82 * 0,79 0,001 1,83 0,001 0,70 *

Filinia longiseta - - - - 0,15 * 0,58 * 0,14 *

Euchlanis sp. - - - - 1,47 0,003 - -

Всего 15,64 0,683 69,96 2,780 108,4 2,022 101,49 5,955 74,51 3,068 84,52 7,284 27,31 3,110

Примечание: в числителе — численность, тыс. экз./м3; в знаменателе — биомасса, г/м3; символом «*» обозначены значения биомассы менее 0,5 мг.

На рис. 2. показаны сезонные изменения численности и биомассы зоопланктона. Среднее за сезон вегетации значение численности составляет 77,70 тыс. экз./м3, биомассы — 4,040 г/м3. Сезонная динамика в целом характерна для сообществ зоопланктона мезотрофных озёр Южного Урала. В течение сезона вегетации чётко выражены два пика, причём в данном случае первый

пик численности приходится на июнь, а первый пик биомассы на июль, затем в августе следует депрессия, связанная с массовым развитием сине-зелёных водорослей, и в сентябре оба показателя достигают второго максимума.

На гистограмме, приведённой на рис. 3, можно проследить сезонные изменения таксономической структуры зоопланктона. В конце подлёд-

Рис. 2. Сезонные изменения численности и биомассы зоопланктона: сплошной линией показана численность, пунктирной — биомасса

К

О

к

к

из

£

о

о

ао

О

0

из

1 v§

I

март май июнь июль август сентябрь октябрь

Ш Cladocera ВКаирШ копепод □СаЫкНОа ИСус1орок1а

Рис. 3. Сезонные изменения доли отдельных компонентов зоопланктона в общей биомассе

ного периода в марте доля Cladocera, Calanoida и Cyclopoida приблизительно одинакова, науплиу-сы копепод присутствуют в незначительном количестве. В мае картина существенно меняется. В толще воды преобладают Cyclopoida (рис. 4), это перезимовавшие в активном состоянии особи C. strenuus и развившиеся из покоящихся яиц представители M. leukarti. В июне значительная часть взрослых циклопов отмирает, но в массе появляются науплиусы (рис. 5).

По мере прогрева воды и развития планктонных водорослей доминирующая роль в зоопланк-

тоне переходит к фильтраторам — Calanoida и Cladocera. Единственный представитель каляно-ид — E. graciloides — достигает в июле абсолютного максимума обилия (рис. 6).

Начиная с июля и вплоть до конца сезона вегетации, в составе зоопланктона преобладают представители Cladocera (рис. 7). В этот период основу сообщества составляют представители одного вида — D. longispina. Сравнивая кривые биомасс на рис. 2 и 7, можно заключить, что именно ветвистоусые ракообразные определяют в целом сезонные изменения биомассы зоопланктона.

с

о

н

н

е

елс

и

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

март

июнь июль август сентябрь октябрь

Рис. 4. Сезонные изменения численности и биомассы взрослых Cyclopoida: гистограммой показана численность, линией — биомасса

0,2

0,16

0,12

0,08

0,04

а

о

о

а

м

Рис. 5. Сезонные изменения численности и биомассы науплиусов копепод: гистограммой показана численность, линией — биомасса

0

На рис. 8 приведены значения индекса Шеннона, рассчитанные по численности гид-робионтов. Минимальное значение отмечено в марте, в течение сезона вегетации значения индекса колеблются в интервале 1,81 до 2,30. Примечательно, что минимальные значения индекса в июле и сентябре совпадают с пиками биомассы. Это совпадение связано с тем, что достижение максимума обусловлено развитием всего двух видов: D. longispina и Е. graciloides.

Средняя длина и средняя биомасса гидроби-онтов не остаются неизменными в течение сезона вегетации (рис. 9). Значения этих показателей меняются почти синхронно вплоть до осени, ког-

да, при относительно стабильном составе организмов зоопланктона увеличиваются их размеры. Соответственно прирост биомассы обгоняет увеличение линейных размеров.

Сезонная перестройка таксономической структуры сообщества вызывает соответствующие изменения размерной структуры (рис. 10). Приведённые диаграммы позволяют проследить появление науплиусов в марте, увеличение численности летних циклопид при сохранении в составе сообщества перезимовавших особей, массовое размножение копепод в июне, переход доминирующей роли к фильтраторам в июле, депрессию их развития в августе, и наконец осен-

о

о

к

к

март

1,4

1,2

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0

май июнь июль август сентябрь октябрь

Рис.

6. Сезонные изменения численности и биомассы Е. graciloides: гистограммой показана численность, линией — биомасса

о

о

а

§

о

о

к

$

3

60

50

40

30

20

10

4

ІЗ

о

3 |

2 ^

март

май

июнь июль август сентябрь октябрь

Рис. 7. Сезонные изменения численности и биомассы представителей Cladocera: гистограммой показана численность, линией — биомасса

нюю трансформацию зоопланктона, связанную с отмиранием представителей теплолюбивых видов и увеличением размеров особей круглогодичных видов.

В литературе описаны характерные изменения структуры и сезонной динамики зоопланктона, связанные с хищничеством рыб. В первую очередь выедаются наиболее крупные гид-робионты из числа потенциально доступных. Соответственно меняется таксономическая и размерная структура сообщества: на смену крупным СШосега (Daphnia, Leptodora, Bythotrephes) приходят мелкие (Diaphanosoma, Во8тта, Chydorus), которые, в свою очередь, замещаются копеподами и коловратками [7].

Рис. 8. Изменение значений индекса Шеннона в период наблюдений

7

6

5

1

0

0

Рис. 9. Сезонные изменения длины и биомассы гидробионтов. Сплошной линией показаны изменения средней длины гидробионтов, прерывистой — средней индивидуальной биомассы

8000

6000

4000

а

а

20000 -16000 -12000 -8000 -4000 -0 -

# $ $ $ >> # # $ # у «У «У «У ЛУ сУ ЧУ лУ «у лУ сУ

16000

12000

8000

4000

0

^ Ч>ч ч?4 ^ ^ V?4 г>4

- - - - июль

п 1 п

20000 16000 12000 8000 Ї 4000 0

35000

30000

25000

20000

15000

10000

5000

0

И

□ ,

й'

20000

16000

12000

8000

4000

0

П

сентябрь

2000

0

8000

6000

4000

октябрь

-

г-1 П п

ИП

^ ^ V V5 V? V V //' У'

„у м <# «V ч\- м <у л\- «V ч\-

V V V V V V

Рис. 10. Сезонные изменения размерной структуры зоопланктона.

На оси абсцисс показаны размерные классы гидробионтов, мм; по оси ординат отложены значения

численности, экз./м3

0

Меняется также и сезонная динамика. По мере роста рыбы увеличиваются её пищевые потребности. Если производится выращивание сиговых рыб, то в силу их физиологических особенностей снижение температуры воды осенью приводит к заметному увеличению интенсивности их питания. В результате выедания численность и биомасса организмов зоопланк-

тона в конце сезона вегетации резко снижается [8].

В данном случае видно, что в составе зоопланктона оз. Второе преобладают дафнии, которые достигают наибольшей численности в сентябре, в октябре отмечаются наибольшие индивидуальные размеры гидробионтов. Всё это в сочетании с достаточно высокой средней

за сезон вегетации биомассой — 4 г/м3, а также значительной долей крупных особей в составе сообщества указывает на то, что зоопланктон рыбами недоиспользуется. Таким образом, несмотря на присутствие многочисленных представителей аборигенной ихтиофауны, существует возможность улучшения рыбохозяйственного использования водоёма за счёт вселения планктоноядных сиговых рыб.

Список литературы

1. Ильин, Б. П. О положении в районе озёр Первое — Четвёртое, в связи с переполнением их промышленными стоками заводов / Б. П. Ильин // Доклады II конференции научных работников Челябинской области. Челябинск : Челяб. обл. гос. изд-во, 1948. С. 174-175.

2. Кривопалова, З. Ф. Реакция экосистем искусственных водоёмов на поступления очищенных сточных вод (на примере Челябинской области) : [Система озёр Первое-Второе] / З. Ф. Кривопалова, Т. Н. Абрамова // Водные экосистемы Урала, их охрана и рациональное использование. Свердловск : УрО АН СССР, 1989. С. 68.

3. Черняева, Л. Е. Гидрохимия озёр Урала и Предуралья / Л. Е. Черняева, А. М. Черняев, М. Н. Еремеева. Л. : Наука, 1977. 375 с.

4. Мухачев, И. С. Судак в озёрах Южного Урала / И. С. Мухачев // Рыбоводство и рыболовство. 1963. № 6. С. 15.

5. Мухачев, И. С. О скорости заселения озёр окунем регса fluviatilis L. / И. С. Мухачев // Вопр. ихтиологии. 1971. Т. 11, вып. 3 (68). С. 522-524.

6. Методические рекомендации по сбору и обработке материалов при гидробиологических исследованиях на пресноводных водоёмах. Зоопланктон и его продукция / под ред. Г. Г. Винбер-га. Л. : ГосНИОРХ, 1984. 34 с.

7. Козлова, И. В. Многолетние гидробиологические исследования плотвично-окуневого озера Калды (Южный Урал) в условиях антропогенного воздействия / И. В. Козлова, М. П. Ковалько-ва, С. В. Оленев // Гидробиологическая характеристика водоёмов Урала. Свердловск : УрО АН СССР, 1989. С. 87-91.

8. Скопцов, В. Г. Роль рыб-планктофагов в формировании структуры планктонного сообщества озера / В. Г. Скопцов, Т. В. Крупенникова // Экология. 1982. № 5. С. 41-46.