State of zooplankton communities in lakes Bannoe (Solovetsky archipelago) and Kholmovskoe (Northern Dvina river basin)
- Authors: Novoselov A.P.1, Imant E.N.1, Dvoryankin G.A.1, Matveev N.Y.1
-
Affiliations:
- Federal Center for Integrated Arctic Research, Ural Branch, Russian Academy of Sciences
- Issue: No 2 (2024)
- Pages: 158-162
- Section: Short communications
- URL: https://journal-vniispk.ru/0367-0597/article/view/261750
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0367059724020084
- EDN: https://elibrary.ru/DKFHOW
- ID: 261750
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 | 1:7:3 | 5:7:13 |
Численность (N), экз/м3 | 23755 ± 2685 | 43165 ± 11548 |
Биомасса (B), | 354.39 ± 35.74 | 1128.92 ± 256.18 |
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 | 1.44 ± 0.02 |
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
- Cardinale B.J., Duffy J.E., Gonzalez A. et al. Biodiversity loss and its impact on humanity // Nature. 2012. V. 486. P. 59–67.
- 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
- 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.
- 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.
- 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.
- Крылов А.В. Зоопланктон равнинных малых рек / Отв. ред. Комов В.Т. М.: Наука, 2005. 263 с.
- Сярки М.Т., Фомина Ю.Ю. Современное состояние Кондопожского залива Онежского озера // Водные биоресурсы и среда обитания. 2019. Т. 2. № 3. С. 33–40.
- Китаев С.П. Экологические основы биопродуктивности озер различных природных зон. М.: Наука, 1984. 208 с.
- Решетников Ю.С. Изменение озерных экосистем // Изменение структуры рыбного населения эвтрофируемого водоема. М.: Наука, 1982. С. 5–12.
- 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
- Соловецкие озера. Материалы по комплексному изучению Соловецких озер. Т. 6. Петрозаводск: Изд-во “Карелия”, 1972. 120 с.
- Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем / Под ред. Абакумова В.А. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 319 с.
- Кононова О.Н. Методическое руководство по определению размерно-весовых характеристик организмов зоопланктона Европейского Севера России. Сыктывкар, 2018. 152 с.
- Определитель пресноводных беспозвоночных европейской части СССР / Под ред. Кутикова Л.А., Старобогатова Я.И. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 510 с.
- 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.
- 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.
- Унифицированные методы исследования качества вод // Методы биологического анализа вод. М.: Изд-во СЭВ, 1976. Ч. III. 186 с.
- РД 52.24.309-2016 “Организация и проведение режимных наблюдений за состоянием и загрязнением поверхностных вод суши”. М.: ГХИ, Росгидромет, 2016.
- Алимов А.Ф. Биологическое разнообразие и структура сообществ организмов // Биология внутренних вод. 2010. № 3. С. 3–10.
- 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
