State of zooplankton communities in lakes Bannoe (Solovetsky archipelago) and Kholmovskoe (Northern Dvina river basin)

Cover Page

Cite item

Full Text

Full Text

Усиливающееся влияние человека на водные экосистемы привело к значительному снижению биоразнообразия. Изучение экологических последствий этого влияния и оценка реакции разных организмов на загрязнение являются определяющими в экологии [1]. В условиях разнотипного антропогенного воздействия при мониторинге состояния пресноводных экосистем используют показатели зоопланктона [2–5]. По состоянию его сообществ можно оценить влияние процессов, происходящих на водосборе [6], степень различных форм загрязнения, включая антропогенную эвтрофикацию [7]. В этой связи значительный интерес представляет рассмотрение сообществ зоопланктона островного и материкового озер различного происхождения, но находящихся в условиях схожего антропогенного воздействия и имеющих хозяйственное значение для региона.

Цель работы – сравнительный анализ зоопланктонных сообществ озер, располагающихся на островной территории Соловецкого архипелага (оз. Банное) и на материковой части бассейна р. Северной Двины (оз. Холмовское) Архангельской области, находящихся в условиях сходной антропогенной нагрузки.

Озеро Банное расположено на территории пос. Соловецкий и относится к категории очень малых водоемов по средней глубине [8]. На его берегу в XVII–XVIII вв. располагались монастырское предприятие по переработке кож и банное хозяйство монастыря. С 80-х годов XX в. здесь функционирует Соловецкий филиал Архангельского опытного водорослевого комбината. Систематические исследования зоопланктона оз. Банное проводились в 60-х годах XX в. Карельским отделением ГосНИОРХ (СевНИОРХ) [11].

Озеро Холмовское (бассейн р. Северной Двины) находится в Приморском районе Архангельской области. По классификации С.П. Китаева [8] оно относится к категории средних водоемов. Озеро используется как источник питьевого водоснабжения и для хозяйственно-бытовых нужд. На режим водоема влияет находящееся на его акватории форелевое хозяйство. Как известно, дополнительное поступление биогенных элементов в водоем (главным образом органических соединений N, P, C) влечет за собой снижение прозрачности воды, ухудшение кислородного режима, увеличение биомассы и первичной продукции фитопланктона, а также других начальных звеньев трофической цепи; возникают новые ассоциации перифитона, отмечается ежегодное цветение сине-зеленых водорослей, что ведет к заиливанию дна, засорению подземных источников, питающих озеро, и, как итог, снижению водообмена [9, 10].

 

Таблица 1. Таксономический состав и экологическая характеристика зоопланктона в озерах

Таксон

Распространение, экотип, троф. группа, зона и индекс сапробности

Озеро

Бан-ное

Холмовское

Тип Rotifera

Asplanchna priodonta Gosse, 1850

К, Пл, Хв-вс, β-о – 1.55

+

A. herricki Guerne, 1888

К, Пл, Хв-вс, о – 1.0

+

Kellicottia longispina (Kellicott, 1879)

П, Пл, В, о-β – 1.25

+

Euchlanis dilatata Ehrenberg, 1832

К, Пл, В, β-о – 1.5

+

Ploesoma hudsoni (Imhof, 1891)

Пл, Хв-вс, о – 1.0

+

+

Надотряд Cladocera

Chydorus sphaericus (O.F. Müller, 1785)

К, Пл, Ф, β-о – 1.75

+

Bosmina (Eubosmina) coregoni Baird, 1857

К, Пл, Ф, о – 0.95

+

B. (Bosmina) longirostris (O.F. Müller,1776)

К, Пл, Ф, о-β – 1.55

+

+

Ceriodaphnia dubia Richard, 1894

П, Ф, о-β – 1.5

+

C. pulchella G.O. Sars, 1862

Ф, о-β – 1.4

+

C. quadrangula (O.F. Müller, 1785)

К, Ф, о – 1.15

+

Daphnia (Daphnia) cucullata G.O. Sars, 1862

П, Пл, Ф, β-о – 1.75

+

+

D. (D.) cristata G.O. Sars, 1862

П, Пл, Ф

+

D. (D.) longispina (O.F. Müller, 1776)

К, Пл, Ф, β – 2.0

+

+

Sida crystallina (O.F. Müller, 1776)

П, Пл, Ф, о-β – 1.3

+

Таксон

Распространение, экотип, троф. группа, зона и индекс сапробности

Озеро

Бан-ное

Холмовское

Diaphanosoma brachyurum (Lievin, 1848)

Пл, о – 1.4

+

Подкласс Copepoda

Acanthocyclops vernalis (Fischer, 1853)

П, М, Хв, β-о – 1.85

+

Acanthocyclops sp.

 

+

Cyclops scutifer Sars G.O., 1863

П, Пл, Хв

+

C. strenuus Fischer, 1851

П, М, Хв, β-α – 2.25

+

Cyclops sp.

 

+

Diacyclops bicuspidatus (Claus, 1857)

К, М, Хв, о – 1.15

+

Eucyclops macrurus (Sars G.O., 1863)

К, М, С, о-β – 1.4

+

Megacyclops viridis (Jurine, 1820)

К, П, Хв, β-о – 1.65

+

Mesocyclops leuckarti (Claus, 1857)

К, М, Хв, о-β – 1.25

+

+

Paracyclops fimbriatus (Fischer, 1853)

П, М, о – 1.25

+

Thermocyclops oithonoides (Sars G.O., 1863)

К, Пл, Хв, о-β – 1.3

+

Eudiaptomus gracilis (Sars G.O., 1863)

П, Пл, Ф, о-β – 1.25

+

+

Heterocope appendiculata Sars G.O., 1863

П, Пл, Ф

+

+

Примечание. Распространение: К – космополит, П – палеаркт, Г – голаркт; экотип: Пл – планктонный, М – мейобентосный; трофическая группа: С – собиратели, Ф – фильтраторы, Хв – хвататели, Хв-вс – хвататели-всасыватели, В – вертикаторы [6, 14–17].

 

Таблица 2. Показатели структуры и разнообразия зоопланктона в двух озерах (приведены минимальные и максимальные значения показателей, а также ошибка средней арифметической)

Показатели

Озеро

Банное

Холмовское

Соотношение видов
Rotifera:
Cladocera:
Copepoda

1:7:3

5:7:13

Численность (N), экз/м3

23755 ± 2685
(21070–26440)

43165 ± 11548
(15680–162940)

Биомасса (B),
мг/м3

354.39 ± 35.74
(318.65–390.14)

1128.92 ± 256.18
(342.31–3361.71)

Индекс Шеннона (HN), бит/экз

1.31 ± 0.15

2.85 ± 0.15

Индекс Шеннона (HB), бит/мг

1.30 ± 0.19

2.23 ± 0.21

Индекс сапробности

1.63 ± 0.01
(1.62–1.64)

1.44 ± 0.02
(1.25–1.57)

 

Исследования проводили в июне – июле 2022 г. на одном разрезе в оз. Банное и четырех разрезах в оз. Холмовское. Всего отобрано и проанализировано 14 зоопланктонных проб. Их отбирали с поверхностного горизонта путем процеживания 100 л воды через планктонную сеть с размером ячеи 0.072 мм, последующей их фиксацией 4%-ным раствором формальдегида в соответствии с руководством [12]. Численность зоопланктона пересчитывали на 1 м3; биомассу вычисляли с использованием размерно-весовых зависимостей [13]; видовую принадлежность беспозвоночных устанавливали при помощи определителей [14–16]. Сообщества зоопланктона характеризовали по видовому и таксономическому составу, числу видов, численности (N) и биомассе (B). Доминантные виды выделяли по относительной численности при нижнем уровне доминирования не менее 10%. Рассчитывали индексы видового сходства Чекановского – Съеренсена, видового разнообразия Шеннона по численности и биомассе (HN, HB), сапробности по методу Пантле-Букка в модификации Сладечека [12, 17, 18]. Экологические группы организмов по способу передвижения и захвата пищи определяли по [6].

Список коловраток и низших ракообразных в озерах насчитывает 29 видов из 20 родов и 10 семейств. Наибольшее число видов отмечено в подклассе Copepoda (см. табл. 1).

Основной фон зоопланктона оз. Банное по качественному составу кладоцерный. Зоопланк­тон озера в летний период был бедный по видовому составу – идентифицировано 11 видов, из них 5 относились к семейству Daphniidae надотряда Cladocera. В зоопланктоне оз. Холмовское преобладали Copepoda – в нем было 25 видов, из которых 11 относились к семейству Cyclopidae. При оценке сходства по качественным признакам состава зоопланктона двух озер значение индекса Чекановского – Серенсена составляло 0.28, т. е. сходство двух исследованных водоемов было низким.

В обоих озерах преобладали планктонные формы (58.6%). Наибольшее число видов (44.8%) являлись космополитами. Индикаторные виды составили 82.8% от общего числа и были показателями олигосапробной и переходных о-β-, β-о-мезосапробных зон. При делении гидробионтов на основании объединенных трофических и топических классификаций [6] выяснилось, что в зоопланктоне озер преобладают организмы, которые добывают пищу в толще воды. По способу питания и перемещению в пространстве доминировали плавающие фильтраторы, представленные преимущественно видами Ceriodaphnia dubia, Bosmina longirostris в оз. Банное и Eudiaptomus gracilis, Daphnia cristata в оз. Холмовское. Во всех пробах из оз. Банное преобладали ветвистоусые ракообразные, в оз. Холмовское представленность ветвистоусых и веслоногих ракообразных была близкой.

В период исследований зоопланктон оз. Банное характеризовался слабым развитием: его средняя численность составляла 24 тыс. экз/м3, биомасса – 354 мг/м3 (см. табл. 2). Индексы видового разнообразия, рассчитанные по численности и биомассе, были низкими, что указывает на нестабильные условия [6, 19]. В оз. Холмовское численность и биомасса были больше в 2–3 раза, чем в оз. Банное (см. табл. 2). Значительными были и амплитуды колебаний этих параметров: численность изменялась в пределах от 16 до 163 тыс. экз/м3, биомасса – от 342 до 3362 мг/м3. Относительно высокие значения индекса видового разнообразия в оз. Холмовское характеризуют сообщества как сложно организованные [19].

Сапробиологический анализ по индикаторным видам показал, что в оз. Банное β-мезосапробный уровень отмечался на всех станциях отбора проб. Индекс сапробности в оз. Холмовское изменялся от 1.25 до 1.57, что соответствует I–II классам качества вод или олиго-β-мезосапробному уровню (см. табл. 2). В целом воды оз. Банное характеризовались как слабо загрязненные, в оз. Холмовское – как условно чистые. На наш взгляд, имеется достаточно хорошо выраженная связь между морфометрическими особенностями водоемов и процессами самоочищения внутри них.

Таким образом, установлены различия в зоопланктонных сообществах озер, располагающихся на островной территории Соловецкого архипелага и материковой части бассейна р. Северной Двины, находящихся в условиях достаточно сильной антропогенной нагрузки. Зоопланктон оз. Банное был представлен относительно малым числом видов (11) и характеризовался слабым количественным развитием. Основной фон зоопланктона как по качественному, так и количественному составу – кладоцерный, с преобладанием в трофической структуре первичных фильтраторов, добывающих пищу в толще воды. Зоопланктон оз. Холмовское характеризовался относительно большим числом видов и довольно высокими значениями индекса Шеннона.

Ракообразные в планктоне озер занимали доминирующее положение над коловратками; в общей биомассе зоопланктона оз. Банное последние составляли менее 0.10%, в оз. Холмовское – 10.54%. Преобладание в зоопланктоне озер ветвистоусых ракообразных обусловливает его высокую кормовую ценность.

Продуктивность зоопланктона в оз. Холмовское оказалась значительно выше, чем в оз. Банное. Согласно рыбохозяйственной классификации [20], уровень развития зоопланктона в оз. Банное позволяет отнести его к малокормным водным объектам, оз. Холмовское – к категории среднекормных водоемов для молоди рыб независимо от их дальнейшей трофической спецификации. Воды оз. Банное в период проведения исследования соответствовали β-мезосапробному уровню, оз. Холмовское – олигосапробному уровню.

Финансирование работы

Исследование в оз. Холмовское финансировалось за счет средств бюджета Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова Уральского отделения Российской академии наук (“Изучение изменений в экосистеме р. Северная Двина и в водоемах особо охраняемых природных территорий (ООПТ) Европейского Северо-Востока России в условиях климатических сукцессий и воздействия антропогенных факторов”, гос. № 122011800593-4), а в оз. Банное – при финансовой поддержке гранта РНФ “Оценка современного состояния пресноводных экосистем Соловецкого архипелага (фундаментальный и прикладной аспекты)” № 22-14-20045.

Соблюдение этических стандартов

В данной работе отсутствуют исследования человека или животных.

Конфликт интересов

Авторы работы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

×

About the authors

A. P. Novoselov

Federal Center for Integrated Arctic Research, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: alexander.novoselov@rambler.ru
Russian Federation, Arkhangelsk, 163020

E. N. Imant

Federal Center for Integrated Arctic Research, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: alexander.novoselov@rambler.ru
Russian Federation, Arkhangelsk, 163020

G. A. Dvoryankin

Federal Center for Integrated Arctic Research, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: alexander.novoselov@rambler.ru
Russian Federation, Arkhangelsk, 163020

N. Yu. Matveev

Federal Center for Integrated Arctic Research, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: alexander.novoselov@rambler.ru
Russian Federation, Arkhangelsk, 163020

References

  1. Cardinale B.J., Duffy J.E., Gonzalez A. et al. Biodiversity loss and its impact on humanity // Nature. 2012. V. 486. P. 59–67.
  2. Imant E.N., Novoselov A.P. Dynamics of zooplankton composite on in the lower Northern Dvina river and some factors determining zooplankton abundance // Russ. J. of Ecology. 2021. V. 52. № 1. P. 59–69. doi: 10.1134/S1067413621010045
  3. Фомина Ю.Ю., Сиярки М.Т. Современное состояние зоопланктона Петрозаводской губы Онежского озера и его отклик на изменение климата // Труды КарНЦ РАН. Сер.: Лимнология. Океанология. 2018. № 9. C. 54–64.
  4. Pociecha A., Bielańska-Grajner I., Kuciel H. et al. Is zooplankton an indicator of the water trophic level in dam reservoirs? // Oceanological and Hydrobiological Studies. 2018. V. 47. Issue 3. P. 288–295.
  5. Xiong W., Huang X., Chen Y. et al. Zooplankton biodiversity monitoring in polluted freshwater ecosystems: A technical review // Environmental Science and Ecotechnology. 2020. V. 1. P. 1–11.
  6. Крылов А.В. Зоопланктон равнинных малых рек / Отв. ред. Комов В.Т. М.: Наука, 2005. 263 с.
  7. Сярки М.Т., Фомина Ю.Ю. Современное состояние Кондопожского залива Онежского озера // Водные биоресурсы и среда обитания. 2019. Т. 2. № 3. С. 33–40.
  8. Китаев С.П. Экологические основы биопродуктивности озер различных природных зон. М.: Наука, 1984. 208 с.
  9. Решетников Ю.С. Изменение озерных экосистем // Изменение структуры рыбного населения эвтрофируемого водоема. М.: Наука, 1982. С. 5–12.
  10. Кучко Я.А., Кучко Т.Ю. Динамика сообщества зоопланктона озера Тарасмозеро в условиях длительного антропогенного загрязнения // Принципы экологии. 2014. № 3. С. 28–39. doi: 10.15393/j1.art.2014.3501
  11. Соловецкие озера. Материалы по комплексному изучению Соловецких озер. Т. 6. Петрозаводск: Изд-во “Карелия”, 1972. 120 с.
  12. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем / Под ред. Абакумова В.А. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 319 с.
  13. Кононова О.Н. Методическое руководство по определению размерно-весовых характеристик организмов зоопланктона Европейского Севера России. Сыктывкар, 2018. 152 с.
  14. Определитель пресноводных беспозвоночных европейской части СССР / Под ред. Кутикова Л.А., Старобогатова Я.И. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 510 с.
  15. Определитель зоопланктона и зообентоса пресных вод Европейской России. Т. 1. Зоопланктон / Под ред. Алексеева В.Р., Цалолихина С.Я. М.; СПб.: Тов-во науч. изд. КМК, 2010. 495 с.
  16. Коровчинский Н.М., Котов А.А., Синев А.Ю. и др. Ветвистоусые ракообразные (Crustacea: Cladocera) Северной Евразии. Т. II. М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2021. 544 с.
  17. Унифицированные методы исследования качества вод // Методы биологического анализа вод. М.: Изд-во СЭВ, 1976. Ч. III. 186 с.
  18. РД 52.24.309-2016 “Организация и проведение режимных наблюдений за состоянием и загрязнением поверхностных вод суши”. М.: ГХИ, Росгидромет, 2016.
  19. Алимов А.Ф. Биологическое разнообразие и структура сообществ организмов // Биология внутренних вод. 2010. № 3. С. 3–10.
  20. Пидгайко М.Л., Александров Б.М., Иоффе Ц.И. и др. Краткая биолого-продукционная характеристика водоемов Северо-Запада СССР // Изв. Гос­НИОРХ. Л., 1968. Т. 67. С. 205–225.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».