CC BY
21
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2011, том 17, № 3 (48), с. 77-82
^ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ—==—
УДК 574.583(262.81+470.67)
СТРУКТУРА ФИТОПЛАНКТОННОГО СООБЩЕСТВА КИЗЛЯРСКОГО И СУЛАКСКОГО ЗАЛИВОВ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
© 2011 г. А.Ш. Гасанова , Г.В. Ковалева , К.М. Гусейнов
* Учреждение Российской академии наук Прикаспийский институт биологических ресурсов ДНЦ РАН Россия, 367000 Махачкала, ул. М. Гаджиева, 45. E-mail: [email protected] Южный научный центр РАН, Институт аридных зон Россия, 344006Ростов-на-Дону, просп. Чехова, 41. E-mail: [email protected]
Для структуры фитопланктона в летний период 2006 г. в акватории Кизлярского и Сулакского заливов отмечено высокое таксономическое разнообразие и численность видов, преобладание мелкоклеточных форм. Наиболее многочисленны были синезеленые водоросли (доминанты Oscillatoria sp., Aphanothece clathrata W. Е1 G. S. West.). Основной вклад в биомассу осуществлялся диатомовыми (доминант Actinocyclus ehrenbergii Ralfs). Ключевые слова: Каспийское море, трансгрессия, фитопланктон, биомасса, численность.
Введение
Непостоянство уровенного режима является характерной особенностью Каспия. За последние 3000 лет амплитуда изменений его уровня составила 15 м (Каспийское море..., 1986; Федоров, 1957, 1995). В связи с этим Каспийское море может служить природной моделью для изучения экологических последствий глобальных процессов динамики уровня мирового океана.
Общеизвестно, что текущая трансгрессия Каспийского моря, биологические инвазии и антропогенное загрязнение наряду с естественным изменением климата привели к трансформации автохтонной биоты водоема. Особенно заметны эти процессы в прибрежной мелководной зоне, которая во многом определяет состояние всей экосистемы Каспия.
Начавшееся в 1979 г. повышение уровня Каспийского моря вызвало затопление прикаспийского побережья на большой площади и способствовало формированию новых биоценозов во вновь залитых районах. Особенно ярко это выражено в Терско-Сулакском районе (северо-западная часть Каспия), где морские условия на затопленной территории существуют уже более 30 лет, что существенно повлияло на состояние биологических ресурсов Каспия. Между тем, фитопланктон имеет существенное значение в биологической продуктивности морей, является чутким индикатором всех изменений, происходящих в экосистеме.
Настоящая работа посвящена изучению современного состояния фитопланктона прибрежных мелководий северо-западной части Каспия - акваторий Кизлярского и Сулакского заливов - важнейшего рыбопромыслового района.
Изучению фитопланктона Среднего Каспия посвящено большое количество работ (Смирнова, 1949; Бабаев, 1968; Левшакова, 1973; Прошкина-Лавренко, 1968; Санина и др., 2000). Однако все они относятся к периоду низкого его уровня. За последние 25-30 лет нет опубликованных данных о состоянии прибрежных альгоцензов мелководных участков западного побережья Среднего Каспия, что определяет актуальность наших исследований.
Материал и методика
Гидробиологические пробы были отобраны во время совместного рейса ЮНЦ РАН и ПИБР ДНЦ РАН в период 21-22.08.2006 в акваториях Кизлярского и Сулакского заливов Каспийского моря (рис. 1) с использованием маломерных судов. Фитопланктон отбирали батометром Молчанова, затем фиксировали кислым раствором Люголя. Фиксированные пробы отстаивались в темноте не менее 15 суток, концентрировали осадочным методом (Абакумов, 1983; Усачев, 1961). Подсчет количества клеток проводили в камере типа Ножотта (объемом 0.1 мл) с трехкратной повторностью под световым микроскопом «Микмед-6» (увеличение х 400 и х 200). Биомассу водорослей рассчитывали, используя формулы геометрического подобия клеток. Численность клеток выражали в млн. кл/м3, обилие всего фитопланктона и отдельных видов оценивали по сырой массе в мг/м3 и г/м3. В каждом заливе было по 6 станций отбора и по 12 гидробиологических проб.
Рис. 1. Карта-схема района отбора проб фитопланктона. Fig. 1. The schematic map of the region of selection of the phytoplankton samples.
СТРУКТУРА ФИТОПЛАНКТОННОГО СООБЩЕСТВА
79
Результаты и обсуждение
Изучение фитопланктонного сообщества в период исследований 2006 г. происходило в условиях трансгрессии моря. Распреснение акватории способствовало развитию высокого флористического разнообразия, а также достаточно высоких показателей численности и биомассы фитопланктона. В составе планктонного фитоценоза в период исследований обнаружен 41 вид и разновидность микроводорослей, относящиеся к пяти отделам. Для сравнения, в 1976 г. на акватории всего Каспия было зарегистрировано всего 62 вида, в 1983 г. - 37 (Санина и др., 2000). Следует отметить важную особенность развития фитопланктона в прибрежной зоне - на фоне абсолютного доминирования мелкоклеточных видов не был обнаружен доминант «прошлых лет» (Бабаев, 1968) крупноклеточная диатомовая водоросль Pseudosolenia еа1еаг-ау1$ (БИи^е) В.О. 8ипёвй"от. Наиболее продуктивным районом в исследуемый период был Кизлярский залив.
Кизлярский залив - естественный водоем, расположенный на западном побережье Каспия. Уклоны его берегов характеризуется минимальными величинами. Общая длина береговой линии составляет 115 км. Залив вдается в материк на 20 км, открыт к востоку и испытывает распресняющее влияние речных вод. В него впадают реки Кума, Прорва, Левый банок, Таловка. Залив отличается мелководностью, высокой гидродинамической активностью водной толщи (Каспийское море..., 1986). Соленость воды колеблется в пределах 5-7%о. В связи с трансгрессией моря здесь отмечается пассивное затопление берегов.
В период исследований в Кизлярском заливе отмечено высокое таксономическое разнообразие, высокие значения биомассы и численности планктонных микроводорослей (табл.). В исследуемой акватории зарегистрировано 34 вида планктонных микроводорослей, относящиеся к пяти отделам (рис. 2а, № 3).
Таблица. Качественные и количественные показатели фитопланктона акваторий Кизлярского и Сулакского заливов Каспийского моря. Table. The qualitative and quantitative indicators of the phytoplankton of the water areas of the Kyzlar and the Sulak bays.
Район исследований Характеристика фитопланктона
количество видов средняя биомасса, мг/м3 средняя численность, млн. экз/м3
Кизлярский залив 34 10413.5 1653.1
Сулакский залив 25 1608.1 401.1
Количество видов в пробах из Кизлярского залива изменялось от 11 до 25. Наиболее разнообразно были представлены синезеленые водоросли - 12 видов, они же составляли 75% общей численности (рис. 2а, № 2). Чаще всего были отмечены Oscillatoria sp., Aphanothece clathrata W. et G. S. West, Gomphosphaeria lacustris Chod, Anabaena flos-aguae (Lindb.) Breb., A. bergii var. minor Kisel., Merismopedia punctata Meyen и др. И хотя по численности доминировала Aphanothece clathrata, основной вклад в биомассу синезеленых водорослей осуществлялся видами рода Oscillatoria.
Достаточно разнообразно были представлены диатомовые и зеленые водоросли -соответственно 10 и 8 видами (29.4 и 23.5%). Более 87% средней биомассы фитопланктона было сформировано за счет развития диатомовых водорослей (рис. 2а, №1). Диатомовый
комплекс был представлен мелкоклеточными видами: Nitzschia tenuirostris Mer., N. acicularis (Kutz.) W. Sm., N. Reversa W. Sm., Thalassionema nitzchioides (Grun.) Mereschkowsky, Cerataulina pelagica (Cl.) Hendey, Rhizosolenia fragilissima Bergon, Actinocyclus variabilis (Makar.) Makar. (= Thalassiosira variabilis Makar.), T. caspica Makar., T. parva Pr. - Lavr., Thalassiosira sp. По биомассе среди диатомовых доминировал Actinocyclus ehrenbergii Ralfs, на отдельных станциях его биомасса достигала 16.0 г/м3 при численности 361.8 млн. кл/м3. Массовая вегетация A. ehrenbergii определяла высокие значения общей биомассы фитопланктона в Кизлярском заливе.
Динофитовые были представлены лишь тремя видами: Diplopsalis lenticula f. minor (Pauls.) Pav., Scrippsiella trochoidea (Stein) Balech., Glenodinium caspicum (Ostenf.) Schill. Их вклад в общую биомассу и численность составлял 9.4 и 0.3% соответственно.
100% -80% -60% -40% -20% -0%
ш
ввз
100% -80% -60% -40% 20% 0%
I
Ш1
12 3
H Cyanophyta И Bacillariaphyta И Dinophyta
D Euglenophyta H Chlorophyta
а)
1
Ш Cyanophyta 0 Dinophyta
2 3
S Bacillariaphyta П Chlorophyta
б)
Рис. 2. Основные характеристики (1 - биомасса, 2 - численность, 3 - таксономическая структура) фитопланктона летнего периода в Кизлярском (а) и Сулакском (б) заливах. Fig. 2. The main characteristics (1 - biomass, 2 - quantity, 3 - taxonomic composition) of the summer phytoplankton of the Kyzlar (а) and the Sulak (б) bays.
Максимальные количественные показатели развития фитопланктона (24 г/м3 и 2924.5 млн. кл/м3) отмечены на станциях, расположенных в северной мористой части Кизлярского залива, минимальные (252.9 мг/м3 и 728.8 млн. кл/м3) - в прибрежной. В целом, в планктоне преобладали мелкоклеточные формы. Средняя биомасса фитопланктона в акватории Кизлярского залива составляла 10.4 г/м3, численность - 1653.1 млн. кл/м3.
Сулакский залив. Вековые и многолетние изменения уровня океана, морей и озер -важнейший фактор, влияющий на эволюцию дельт. Во время морских трансгрессий дельты обычно заполняются, узкая речная долина превращается в залив, а широкая - в лиман или лагуну. Современная трансгрессия Каспия сказалась на дельтах впадающих в него рек. Так, дельта р. Сулака в 1979 г. была частично затоплена и размыта морскими волнами. За период 1979-2000 гг. площадь этой дельты уменьшилась на 38%, сократившись с 70.6 до 43.7 км .
Размыв береговой части Сулакского залива привел к увеличению его водообмена с открытой частью моря, что существенно повлияло на видовое разнообразие. В исследуемый период в акватории Сулакского залива зарегистрировано 25 видов фитопланктона, относящихся к четырем таксономическим отделам (рис. 2б). Наиболее разнообразно были представлены диатомовый и динофитовый комплексы - по 8 видов (32%); синезеленые - 6 (20%); зеленые - 3 (16%). В этой части акватории наблюдалось увеличение роли
СТРУКТУРА ФИТОПЛАНКТОННОГО СООБЩЕСТВА
81
динофитового комплекса: по сравнению с Кизлярским заливом их вклад в таксономическое разнообразие вырос в 3.6 раз, в биомассу и численность - соответственно в 4.8 и 24.3 раза.
По численности в акватории Сулакского залива в исследуемый период преобладали синезеленые водоросли (62.1%), среди которых доминировала Лркапо1кесе сШкта1а. Основной вклад в биомассу осуществляли диатомовые и динофитовые водоросли (47 и 45.1% соответственно) из родов Лсйпосус1ж, Thalassiosira, Diplopsalis, РготосеЫтиш. Максимальные величины биомассы и численности фитопланктона (2.7 г/м3, 1628.4 млн. кл/м3) регистрировались в тыловой части залива.
В целом, уменьшение разнообразия планктонных микроводорослей и численности диатомовых привело к уменьшению общей биомассы фитопланктона в этой части акватории по сравнению с Кизлярским заливом в 10 раз (табл.). Основные характеристики фитопланктона Сулакского залива фитопланктона в летний период представлены на рисунке 2б.
Заключение
Подводя итог, следует отметить, что для фитопланктона Кизлярского и Сулакского заливов в летний период 2006 г. характерно высокое таксономическое разнообразие и значительное количественное развитие видов. Мелководность, распреснение воды и постоянный приток биогенных элементов, вносимых реками Волгой, Тереком, Сулаком, обеспечивают в этой части акватории оптимальные условия для вегетации микроводорослей. В фитопланктоне в исследуемый период наблюдается доминирование по численности мелкоклеточных форм и синезеленых водорослей. Однако основной объем биомассы формируют крупноклеточные диатомовые водоросли. Важно отметить, что безусловный круглогодичный доминант «прошлых лет», акклиматизант 1934 г. некормовая крупноклеточная диатомея Pseudosolenia calcar-avis была вытеснена автохтонными мелкоклеточными видами фитопланктона, более ценными в кормовом отношении, что, несомненно, благоприятно сказывается на развитии зоопланктона. Благоприятные экологические условия, обусловленные повышением уровня моря, обеспечили достаточно высокий уровень развития фитопланктона в исследуемый период.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Абакумов В.А. 1983. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений. Л.: Гидрометиздат. 239 с.
Бабаев Г.Б. 1968. Состав и распределение фитопланктона в Среднем и Южном Каспии // Биология Среднего и Южного Каспия. М.: Наука. С. 50-63.
Каспийское море: гидрология и гидрохимия. 1986. М.: Наука. 261 с.
Левшакова В.Д., Санина Л.В. 1973. Летний фитопланктон Среднего Каспия до и после вселения ризосолении // Труды ВНИРО. Т. 80. С. 18-27.
Прошкина-Лавренко А.И., Макарова И.В. 1968. Водоросли планктона Каспийского моря. Л.: Наука. 291 с.
Санина Л.В., Левшакова В.Д., Татаренцева Т.А. 2000. Летний фитопланктон Среднего Каспия в период подъема уровня моря в сравнении с предыдущими годами // Морские гидробиологические исследования. М.: ВНИРО. С. 38-48.
Смирнова Л.И. 1949. О фитопланктоне Среднего Каспия // Труды института Океанологии АН СССР. Т. 3. С. 260-276.
Усачев П.И. 1961. Количественная методика сбора и обработки фитопланктона // Труды
ВГБО. Вып. 11. С. 411-415. Федоров П.В. 1957. Трансгрессии и регрессии Каспийского моря в четвертичном периоде и проблема долгосрочных предсказаний его уровня // Сверхдолгосрочные прогнозы уровня Каспийского моря. М.: Издательство АН СССР. С. 50-57. Федоров П.В. 1995. Современная геология Каспия. Вестник РАН. Т. 65. № 7. С. 622-625.
THE CURRENT STRUCTURE OF THE PHYTOPLANKTON COMMUNITY OF THE KYZLAR AND THE SULAK BAYS OF THE CASPIAN SEA
© 2011. A.Sh. Gasanova*, G.V. Kovaleva**, K.M. Guseynov *
"Caspian Institute of Biological Resources of Dagestan Scientific Centre of Russian Academy of Science Russia, 367025Makhachkala, Gadjieva str. 45. Е-mail: [email protected] Institute of Arid Zones RAS, Southern Scientific Centre of Russian Academy of Scienc Russia, 34400 Rostov-na-Donu, Chekhov Avenue, 41. E-mail: [email protected]
The current condition of the summer phytoplankton of the water areas of the Kyzlar and the Sulak bays is marked by a high taxonomic variety, a significant quantitative development of the phytoplankton community, predominance of the small cell forms and increase of the role of the Cyantophyta algae. The major contribution into the biomass has been made by the Bacillariaphyta (the dominant being Actinocyclus ehrenbergii Ralfs); the Cyantophyta (the dominant being Oscillatoria sp., Aphanothece clathrata W. et G. S. West.) have been the most numerous.
Key words: the Caspian Sea, transgression, phytoplankton, biomass, quantity.
