CC BY
11УДК 574.583(282.247.142)
Н.Г. Отченаш, И.Ю. Македонская, Е.В. Медведева, А.Л. Левицкий, И.И. Студёнов
Отдел Северный Полярного филиала Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (СевПИНРО), Архангельск, 163002 e-mail: [email protected]
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПЛАНКТОННЫХ СООБЩЕСТВ ОЗЕРА ЛАЧА
В работе представлены результаты исследований фито- и зоопланктонных сообществ озера Лача (Архангельская обл.), проведенных летом 2020 г. Проанализированы видовой состав, численность и биомасса, рассчитаны индексы видового разнообразия. Обнаружены 102 вида микроводорослей, принадлежащих к 7 систематическим группам. Фитопланктонное сообщество озера состояло в основном из диатомовых и зеленых микроводорослей и цианобактерий. Идентифицировано 29 видов зоопланктонных организмов, соотношение которых позволяет классифицировать оз. Лача как копеподно-кладоцерное. Проведена оценка степени загрязнения по составу индикаторных видов фитопланктона и зоопланктона. Установлено, что оз. Лача принадлежит к олигосапробному типу (S = 1,0-1,5) и имеет II класс чистоты вод (чистые). По шкале трофности оз. Лача можно отнести к p-олиготрофным водоемам, малокормным для рыб-планктофагов.
Ключевые слова: озеро Лача, фитопланктон, зоопланктон, численность, биомасса, видовое разнообразие, трофность, сапробность.
N.G. Otchenash, I.Yu. Makedonskaya, E.V. Medvedeva, A.L. Levitskiy, I.I. Studenov
Northern Department of the Polar branch of Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography,
Arkhangelsk, 163002 e-mail: [email protected]
CURRENT STATE OF PLANKTON COMMUNITIES IN LAKE LACHA
The study results of phyto- and zooplankton communities in Lake Lacha during summer 2020 were presented. The species composition, abundance and biomass were analyzed; the indices of species diversity were calculated. 102 species of microalgae from 7 taxonomic groups were detected. Diatomic and green microalgae, as well as blue-green algae (Cyanobacteriae), prevailed in the phytoplankton community in the lake. 29 species of zooplankton crustaceans and rotifers have been identified, and their ratio makes it possible to classify Lake Lacha as copepod-cladocerne water area. The composition of indicator species of phytoplankton and zooplankton was used to assess the extent of pollution. Lake Lacha was identified as an oligosaprobic type (S = 1.0-1.5) and has Class II due to water purity (clean). According to the trophicity scale, Lake Lacha can be classified as a p-oligotrophic water body with little food for plankton-feeding fish species.
Key words: Lake Lacha, phytoplankton, zooplankton, abundance, biomass, species diversity, trophicity, sap-robity.
Озеро Лача расположено в юго-западной части Архангельской области и относится к бассейну р. Онеги, впадающей в Белое море. Озеро является одним из крупнейших внутренних водоемов на севере Европейской части России и расположено на пониженном участке древнеозер-ной равнины, образовавшейся на месте обширных приледниковых водоемов. Котловина оз. Лача, имеющая доледниковое происхождение, позднее была преобразована деятельностью ледника. Озеро вытянуто с севера на юг и имеет плавные очертания. Площадь зеркала составляет 345 км2, длина озера 33 км, ширина в южной части 13-14 км, в северной - 8,5 км. Озеро мелководное: средняя глубина 1,3 м, максимальная - не превышает 5,3 м. Озеро проточное, из притоков наиболее крупным является р. Свидь, впадающая в южную часть озера и дающая почти половину поверхностного стока. В северной части из озера вытекает р. Онега - одна из крупнейших рек Европейского Северо-Востока России [1]. Оз. Лача находится в зоне активной
Природные ресурсы, их современное состояние, охрана., промысловое и техническое использование
хозяйственной деятельности, в связи с чем требует всестороннего гидробиологического мониторинга [2]. Видовой состав фито- и зоопланктона, соотношение их таксономических групп, количественные значения, структура популяций и доминанты служат показателями состояния водной экосистемы и традиционно используются для биоиндикации и мониторинга качества среды [3].
Цель данной работы - оценить современное состояние экосистемы оз. Лача. Для этого были поставлены следующие задачи: определить видовой состав фито- и зоопланктонных сообществ; установить их количественные показатели; оценить видовое разнообразие и дать предварительную оценку степени загрязнения оз. Лача по индикаторным видам; определить трофность водоема.
Исследования проводились с 10 по 15 августа 2020 г. в центральной и южной части оз. Лача. Было собрано по 12 проб фитопланктона и зоопланктона. Пробы фитопланктона собирали с поверхностного горизонта, собранный материал фиксировали 40%-ным формалином с последующей камеральной обработкой, проводившейся согласно стандартным методикам [4, 5]. Определение микроводорослей производили с использованием руководств и определителей [6-11].
Пробы зоопланктона собирали с поверхностного горизонта путем процеживания 100 л воды через планктонную сеть Апштейна, с последующей фиксацией 4%-ным формалином. Обработку проводили по общепринятым методикам [4]. Таксономические названия приводятся по определителям и электронной базе биологического разнообразия водных организмов [11-13].
Для оценки видового разнообразия применялся индекс Шеннона:
H = ., (1)
N log 2— N
где ni - оценка значимости каждого вида; N - сумма оценок значимости.
Видовое богатство фитопланктона рассчитывалось по индексу Маргалефа:
S — 1
DMg = —, (2)
ln N
где S - число выявленных видов; N - общее число особей всех видов.
Индекс Маргалефа отражает плотность видов (видовое богатство) на определенной территории, т. е. чем выше индекс, тем большим видовым богатством характеризуется данная территория.
Индекс сапробности рассчитывали по методу Пантле - Букка в модификации Сладечека [15-17].
I, (3)
ън
где h - обилие каждого вида; 5 - сапробность вида в баллах.
Фитопланктон. Водорослям принадлежит ведущая роль в индикации изменения качества воды в результате эвтрофирования водоема. Поэтому изучение таких структурных показателей, как видовой состав, численность и биомасса, распределение водорослей в водоеме имеют большое практическое значение.
В августе 2020 г. на оз. Лача было обнаружено 102 вида микроводорослей, принадлежащих к семи систематическим группам: Bacillariophyta - 55 видов (53,9%), Chlorophyta - 23 вида (22,5%), Cyanophyta - 9 видов (8,8%), Chrysophyta и Dinophyta - по 5 видов (4,9%), Euglenophyta - 4 вида (3,9%) и Xanthophyta - 1 вид (1%). Количество видов диатомовых, зеленых и синезеле-ных микроводорослей в процентном выражении от общего числа обнаруженных видов в оз. Лача характерно для олиготрофных водоемов [18]. Доминировали по численности диатомовые микроводоросли: Melosira granulata и Asterionella formosa, а в роли субдоминант отмечены Fragilari crotonensis и Fragilaria construens. Основную биомассу составляли также диатомовые: многочисленная Melosira granulata и единичная крупная Surirella elegans.
Численность фитопланктона находилась в диапазоне 93-282,24 млн кл/м3, биомасса - в диапазоне 171,63-552,63 мг/м3. Среднее значения численности и биомассы фитопланктона в оз. Лача в августе 2020 г. составили 175,33 млн кл/м3 и 357,29 мг/м3 соответственно. Пространственное распределение численности и биомассы фитопланктона по акватории оз. Лача представлено на рис. 1.
В оз. Лача в августе 2020 г. значения индекса Шеннона по численности находились в пределах 1,77-3,05, а по биомассе - в пределах 1,64-3,24. Средние значения составили 2,49 и 2,74 соответственно, что предполагает сложность структуры сообщества фитопланктона озера выше среднего и довольно благополучное состояние данного сообщества. Среднее значение индекса Маргалефа в оз. Лача составило 2,97 при колебаниях от 2,47 и до 3,53, что возможно при достаточно большом видовом богатстве фитопланктона в озере. Довольно высокие значения индексов Шеннона и Маргалефа также свидетельствуют о высоком уровне биоразнообразия фитопланктона данного водоема.
Рис. 1. Пространственное распределение численности и биомассы фитопланктона оз. Лача в августе 2020 г.
Индекс сапробности по индикаторным видам фитопланктона на акватории оз. Лача изменялся в пределах 1,56-1,73 и в среднем составил 1,67, что соответствует Р-мезосапробной зоне и III классу качества вод с умеренным содержанием органических веществ вод (умеренно загрязненные). Однако на «чистых» участках индексы сапробности обычно оказываются выше действительных [17]. Это позволяет предположить, что качество воды оз. Лача может соответствовать олигосапробной зоне и II классу чистоты вод (чистые) [4].
Одним из важнейших показателей состояния водной экосистемы, позволяющих оценить экологическое состояние, является биомасса фитопланктона. Этот показатель был использован нами при оценке качества воды и трофического статуса водоема. Средняя биомасса фитопланктона оз. Лача (357,29 мг/м3) соответствует II классу качества вод (чистые) и характеризует водоем как олиготрофный [18].
Зоопланктон. Всего было обнаружено и идентифицировано 29 видов зоопланктонных организмов: Copepoda (веслоногие рачки) - 9 видов, Cladocera (ветвистоусые рачки) - 13 видов, Rotatoria (коловратки) - 7 видов. По зоогеографическим характеристикам основную массу видов зоопланктона составляли организмы, имеющие космополитное и палеарктическое распространение.
Доминировали по численности и биомассе мелкие копеподитные стадии Cyclopoida. В роли субдоминант выступали мелкие копеподы Microcyclops varicans и представители Cladocera -Bosmina (Eubosmina) coregoni (таблица). Численность зоопланктона колебалась в диапазоне 5,88-59,11 тыс. экз/м3, при среднем значении 20,38 тыс. экз /м3, биомасса - в диапазоне 94,11-1 400,88 мг/м3, при среднем значении 481,21 мг/м3 (рис. 2).
Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование
Количественные характеристики зоопланктона оз. Лача в августе 2020 г.
Таксон Кол-во видов % от общей численности Численность, тыс. экз/м3 % от общей биомассы Биомасса, мг/м3
Cladocera 9 41,8 8,51 56,1 270,07
Copepoda 13 52 10,59 40,9 196,84
Rotatoria 7 6,3 1,28 3 14,3
Значения индекса Шеннона по численности зоопланктона колебались от 1,8 на станции 1 до 2,8 на станции 18, в среднем составляли 2,4. Индекс Шеннона, рассчитанный по биомассе зоопланктона, колебался в пределах от 1,6 на станции 1 до 2,5 на станции 14, среднее значение составляло 2,1. Подобные значения являются показателями низкого видового разнообразия [15]. Уровень развития зоопланктона позволяет отнести оз. Лача к малокормным для рыб-планктофагов водоемам [19]. По шкале трофности оно характеризуется как Р-олиготрофное [20]. По степени сапробности в модификации Сладечека оз. Лача относилось к олигосапробным, что соответствует II классу качества вод и позволяет характеризовать его как чистый водоем ^ = 1,2-1,32).
Рис. 2. Пространственное распределение численности и биомассы зоопланктона оз. Лача в 2020 г.
Из полученных данных следует, что фитопланктонное сообщество оз. Лача в августе 2020 г. состояло преимущественно из диатомовых и зеленых микроводорослей и цианобактерий. Однако доминировали по численности и биомассе диатомовые микроводоросли. Средние значения индекса Шеннона по численности и биомассе предполагают сложность структуры сообщества фитопланктона озера выше среднего и вполне благополучное его состояние. Также довольно высокие значения индексов Шеннона и Маргалефа свидетельствуют о высоком уровне биоразнообразия фитопланктона в оз. Лача. Средние показатели обилия фитопланктона были на достаточно высоком уровне, что вполне соответствует периоду отбора проб (гидрологическое лето). Большинство полученных данных (средние значения биомассы и численности фитопланктона, процентное соотношение диатомовых, зеленых и синезеленых водорослей, индекс сапробности и др.) позволяют характеризовать оз. Лача как олиготрофный водоем II класса качества вод (чистый).
Зоопланктонное сообщество оз. Лача на момент исследований было небогато - обнаружено и определено 29 видов зоопланктонных организмов. Оно отличались низкими видовым разнообразием, что говорит о деструктивных процессах, протекающих в исследованном биоценозе. Комплекс доминирующих видов по всей акватории был схож. По численности и биомассе зоопланктона оз. Лача можно классифицировать как ß-олиготрофное, малокормное для рыб-планктофагов. По степени сапробности, рассчитанной по зоопланктерам-индикаторам, озеро характеризуется как олигосапробное, II класса чистоты и относится к чистым водам (5" = 1,0-1,5). Зоопланктонное сообщество оз. Лача по количественному и качественному составу характеризуется как копеподно-кладоцерное.
Литература
1. Гидрология озер Воже и Лача (в связи с переброской северных вод в бассейн р. Волги).
- Л., 1979. - 288 с
2. Козьмин А.К., Шатова В.В. Рыбохозяйственная характеристика озер Архангельской области. - Архангельск, 1997. - 80 с.
3. Андроникова И.Н. Структурно-функциональная организация зоопланктона озерных экосистем разных трофических типов. - СПб: Наука, 1996. - 189 с.
4. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем / Под ред. В. А. Абакумова. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. - 318 с.
5. Федоров В.Д. О методах изучения фитопланктона и его активности. - М.: Изд-во МГУ, 1979. - 167 с.
6. Комаренко Л.Е., Васильева ИИ. Пресноводные диатомовые и синезелёные водоросли водоёмов Якутии. - М.: Наука,1975. - 423 с.
7. Диатомовый анализ / Под ред. А.Н. Криштовича. В 3-х томах. - М.: Изд-во геолог. литер., 1949. - Т. 2. - 435 с.
8. Диатомовый анализ / Под ред. А.Н. Криштовича. В 3-х томах. - М.: Изд-во геолог. литер., 1949. - Т. 3. - 594 с .
9. Определитель низших растений / под ред. Л.И. Курсанова. - М.: Советская наука, 1953.
- Т. 2. - 312 с.
10. Голлербах М.М., Косинская Е.К., Полянский В.И. Определитель пресноводных водорослей СССР. - М.: Сов. наука, 1953. - Вып. 2. - 652 с.
11. WoRMS (World Register of Marine Species. 2018-12-09. doi: 10.14284/170).
12. МануйловаЕ.Ф. Ветвистоусые рачки (Cladocera) фауны СССР. - М.: Наука, 1964. - 327 с.
13. Алексеев В.Р., Цалолихин С.Я. Определитель зоопланктона и зообентоса пресных вод Европейской России. Т. 1. Зоопланктон. - М.: Т-во науч. изд. КМК, 2010. - 495 с.
14. Кузьмин Г.В. Фитопланктон: Видовой состав и обилие. Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. - М.: Наука, 1975. - С. 73-87.
15. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы, критерии, решения. Кн. 2. - М.: Наука, 2005. - 463 с.
16. Шмидт В.М. Статистические методы в сравнительной флористике. - Л.: Изд-во Ле-нингр. ун-та, 1980. - 176 с.
17. Деревенская О.Ю. Методы оценки качества вод по гидробиологическим показателям. -Казань: КФУ, 2015. - С. 44.
18. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши / О.П. Оксиюк и др. // Гидробиол. журнал. - 1993. - Т. 29, № 4. - С. 62-76.
19. Пидгайко М.Л., Александров Б.М., Иоффе Ц.И. Краткая биолого-продукционная характеристика водоемов северо-запада СССР // Известия ГосНИОРХ. - Л., 1968 - Т. 67 - С. 205-228.
20. Китаев С.П. Экологические основы биопродуктивности озер разных природных зон. -М.: Наука, 1984. - 207 с.
