ЗООПЛАНКТОН ГУБЫ ЛАХТА ОНЕЖСКОГО ОЗЕРА

М.В. Тимакова

Петрозаводский государственный университет, г. Петрозаводск, Россия

e-mail: merytim1 @rambler.ru

Изменение озерных экосистем под влиянием антропогенных факторов в последнее время пре­вратились в глобальную проблему.

Онежское озеро - уникальный во многих отношениях водоем. Являясь одним из крупнейших в Европе , оно до сих пор сохранило олиготрофный характер вод . Продолжающийся сброс в озеро

промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых стоков нарушает естественный ба­ланс элементов и ведет к эвтрофированию. Происходящие изменения требуют организации контро­ля за состоянием водной среды и населяющих ее гидробионтов, что, в свою очередь, приводит к не­обходимости определения естественных фоновых характеристик биоты и ее динамики.

Несмотря на многолетние исследования, функционирование экосистемы Онежского озера изучено недостаточно полно. Определенную сложность в описании живых систем представляет их постоянная динамика: суточная, сезонная, межгодовая и вековая. Для того, чтобы можно было дать

достоверную оценку состояния исследуемой экосистемы, необходимо разобраться в природе ее из­менчивости и степени ее проявления. Кроме того, нельзя забывать об активной динамике вод озера,

которая также вносит свой вклад и во временную, и в пространственную неоднородность биоты и окружающей ее среды. Жизнедеятельность сообществ в озерах в значительной мере зависит от ди­намического и термического режимов, определяющую сезонную цикличность и межгодовую из­менчивость.

Сообщество зоопланктона является частью большой сложной экосистемы озера. В пелагиали глубоких озер роль животных-планктеров в метаболизме экосистемы и трансформации вещества весьма значительна. Помимо чисто «вещественного и энергетического» участия в функционирова­нии биоты зоопланктон обеспечивает множество регуляторных связей, без которых была бы невоз­можна самоорганизация и регуляция экосистемы. Зоопланктон тесно связан со всеми остальными звеньями биоты: фито - и бактериопланктоном, бентосом и ихтиофауной. Все изменения в биоте тут же отражаются на параметрах сообществ зоопланктона, которые могут служить показателями состояния всей системы в целом (Куликова, Кустовлянкина, Сярки, 1997)

Данная работа посвящена изучению сообщества ракообразных и коловраток губы Лахта Онежского озера с 2004 по 2008 годы. Целью является исследование его количественных характе­ристик, структуры и функционирования, сезонной и межгодовой динамики в естественных услови­ях Широкая полукруглая губа Лахта расположена на юго-западе Онежского озера. Губа характери­зуется крутизной подводного склона, быстрым нарастанием глубин и наличием отдельных глубо­ких впадин. В гидрохимическом отношении воды губы Лахта относятся к гидрокарбонатно-каль- циевому классу, имеют низкую минерализацию (20-70 мг/л), высокую цветность и окисляемость воды (Сабылина,1999).Материалом для настоящей работы послужили сборы метазойного планкто­на в период комплексных съемок лаборатории Экологических проблем севера ПетрГУ раз в сезон (зима, весна, лето, осень) на стандартных станциях. 1, 2, 3.Станция 1-литораль (глубина 2 м.) , рас­положена в кутовой части губы Станции 2 и 3 -пелагиаль с глубиной 5 м, расположены соответст­венно, в центре и на выходе из губы. Зоопланктон собирали малой сетью Джеди (сито № 49) в пела- гиали - фракционно по стандартным горизонтам, а на мелководье тотально.

За период исследования в составе зоопланктона губы Лахта Онежского озера был обнаружен 81 вид коловраток и ракообразных, в том числе коловраток - 31, ракообразных - 50 (Cladocera - 37, Calanoida - 4, Cyclopoida - 9). Из коловраток в состав руководящих Conochilus unicornis, Gastropus styliffer, Ascomorpha ecaudis, Polyarthra dolichoptera. Среди ракообразных, наряду с круглогодичны­ми эвритермными видами - Eudiaptomus gracilis, Thermocyclops oithonoides. Limnocalanus macrurus, Daphnia cristata, Bosmina coregoni obtusirostris , большой численности достигают многие сезонные умеренно-тепловодные виды - Heterocope appendiculata, Mesocyclops leuckarti, Paracyclops fimbriatus, Daphnia longiremis, Leptodora kindtii и др.

Цикличность биологических процессов в водоеме зависит от ритмичной смены климатиче­ских сезонов и может быть объяснена целым комплексом лимнологических факторов среды -абио­тическими и биотическими.Последовательность появления или исчезновения форм планктона, сро­ки размножения, изменения видового и возрастного состава, численности, биомассы, вертикального и горизонтального распределения организмов прямо или косвенно связаны с термическим режи­мом, трофическими условиями в водоеме и прессом хищников ( Андроникова, 1996).

В зимний период., при температуре воды 0,6-1^оС, видовой состав зоопланктонного сообще­ства сильно обеднен и представлен немногими холодноводыми и эвритермными видами:

L.macrurus, E.gracilis, A. priodonta, K. longispina, A. ecaudis. G.stylifer, B .coregoni obtusirostris lacustris. По численности (43-78%) доминировали коловратки, основу биомассы в 2007г создавали веслоногие ракообразные - 40-87%. Наименьшие показатели численности отмечены на ст.1 (7,0 тыс. экз./м³) и на ст.

Обычно весеннее развитие планктона начинается в прибрежной зоне с момента формирова­ния фронта термобара и продвигается вслед за последним к центру водоема с запаздыванием при­мерно на месяц. В это время метазойный планктон немногочислен и представлен науплиями и младшими возрастными стадиями копепод, которые составили более половины (44-79%) общей численности ракообразных. Весной возрастает видовое разнообразие, появляются весенние и лет­ние виды коловраток и ракообразных: P. fimbriatus. D. brachyurum. D. longiremis. A affinis. Ch. sphaericus. S oblonga. K. cochlearis B. longirostris, B. obtusirostris. Во всех биотопах губы Лахта по численности (20-72%) и биомассе (84-96%) доминировали копеподы. Общая численность зоо- планктеров в зарослевой литорали (ст. 1), при прогреве воды до 7,3^оС, увеличивается до 77,0 тыс. экз. / м³ при биомассе 1,010 г/м³ . Во всех районах губы Лахта наблюдалось увеличение доли кладо­цера в создании общей численности и биомассы .Биомасса создавалась ракообразными (80-95%) при равных соотношениях кладоцер и копепод. Основная масса организмов концентрировалась в поверхностном двух метровом слое, где наиболее благоприятны не не только температурные но и трофические условия для их обитания, что обеспечивает быстрый рост и созревание планктеров.

Рис. 1. Сезонная динамика численности зоопланктона губы Лахта Онежского озера в 2007 году

Рис. 2. Сезонная динамика биомассы зоопланктона губы Лахта Онежского озера в 2007 году

В летний период, при прогреве воды до 14,6^оС, наблюдалось наибольшее видовое разнообра­зие и самые высокие показатели обилия зоопланктонного сообщества (рис.1,2).

Осенью, при понижении температуры воды до12^оС и с наступлением гомотермии происходит обеднение зоопланктона. Понижается видовое разнообразие. Сократились количественные показа­тели обилия (рис. 4-5). На ст. 2 и 3 по численности и биомассе доминировали копеподы: H. appendiculata, E. gracilis , M. oithonoides (26-55%) , на ст.1-ветвистоусые рачки (78 %). Доля ветви­стоусых рачков, представленных эфипиальными самками и самцами босмин и дафний, колебалась от 12 до 17% всего зоопланктона.

В ходе сезонного развития сообщества в целом наблюдался один пик (июль), как в 2007, так и в 2008 году. Характерно совпадение по времени пиков численности и биомассы. 2008 год по срав­нению с 2007 характеризовался меньшими показателями численности и биомассы зоопланктона в весенний период, что связано с холодной затяжной весной 2008 года, отрицательно сказавшейся на развитии тепловодного комплекса.

Распределение зоопланктона в толще воды в течение года непостоянно и зависит от темпера­турных и трофических условий в водоеме.В зимний период зоопланктон концентрируется в верх­нем двух метровом слое (табл.1). В зарослевой литорвли по численности доминировали коловратки (76%), а биомасса создавалась Bosmina longirostris (13,4%), Daphnia cristata (64,5%) и Cyclops strenuous (28%). В пелагиали в создании биомассы большое значение принадлежало Eudiaptomus gracilis (49%) и Limnocalanus macrurus (23%).Весной в 2007 году основная масса организмов кон­центрировалась в поверхностном двух метровом слое, а в 2008 году численность планктеров по вертикали разнилась незначительно (табл. 1) .

Таблица 1

Вертикальное распределение зоопланктона в губе Лахта в 2007 году

(N-численность тыс. экз. / м³, В-биомасса г/м³)

Осенью основная масса планктеров концентрировалась в поверхностном двух метровом слое

(до 50%)

Анализ, полученных нами данных, позволяет заключить, что планктонный комплекс сохра­нил свой видовой состав на протяжении всего периода исследования и не отличается от приводимо­го ранее Т.С. Смирновой.(1975) для литоральной зоны Онежского озера.

Общий характер сезонных изменений зоопланктона в губе Лахта сходен в различные годы. Средняя биомасса зоопланктона, вычисленная по трем станциям, изменялась аналогично во все го­ды исследований (рис.3). Максимальное развитие планктона наблюдалось во все годы летом, в ию­ле и составляла в разные годы от 1,3 до 7,2 г/м³.

Рис. 3.Сезонные изменения биомассы зоопланктона губы Лахта Онежского озера ( среднее по станциям 1, 2, 3) в 2004-2008 гг.

В 2008 году по сравнению с 2007 наблюдались меньшие показателями обилия зоопланктона в весенний период, что связано с холодной затяжной весной 2008 года, отрицательно сказавшейся на развитии тепловодного комплекса (рис.3).

В 2006 году максимум численности и биомассы зоопланктона отмечался на всех станциях од­новременно. Этот год был особенно богатым по уровню развития зоопланктона. Средняя биомасса планктона в июле 2006 года равнялась 7,2 г/м³. Уровень развития зоопланктона в 2005 году был не­сколько ниже (6,7 г/м³). Значения биомасс в июле 2007 и 2008 гг. значительно уступали таковым в 2005-2006 гг. и составляли соответственно 4,4 и 4,2 г/м3. Самые низкие цифры биомасс отмечены в 2004 году (1,3 г/м3).

В осенний период отличия между годами больше, чем летом, биомасса колебалась от 0,4 до 3,8 г/м3. Осеннего увеличения биомассы зоопланктона не наблюдалось.

Средние данные по трем станциям отражают различия в уровне развития зоопланктона губы Лахта Онежского озера. Распределение и уровень развития зоопланктона на отдельных станциях и в среднем летом 2005-2008 гг. также подтверждают бедность зоопланктона в 2004 г. и более высо­кие его показатели в 2005 г. и в особенности в 2006 г.

В определении уровня развития зоопланктона в разные годы большую роль играет темпера­турный режим, влияющий на интенсивность гидробиологических процессов (Николаев, 1968). От­мечено для разных водоемов, что в годы с более теплыми весной и летом уровень развития зоо­планктона выше.

Наши данные подтверждают это положение. Отличия биомассы планктона в 2004-2008 гг. соответствуют средним температурам в Лахтинской губе. Самые низкие температуры отмечались в 2004 г., этот же год был и более бедным по планктону.

Наиболее высоким теплозапасом из этих пяти лет отмечался 2006 г., он же был и самым бога­тым по уровню развития зоопланктона. 2007, 2008 гг., занимающие промежуточное положение ме­жду 2004 и 2006 гг. по теплозапасу, оказались средними и по биомассе зоопланктона. Однако повы­шение уровня развития зоопланктона наблюдается лишь при увеличении температуры в определен­ных пределах. При слишком высоких температурах, как это было в 2005 г., не наблюдалось самой высокой биомассы планктона.

В определении уровня развития планктона играет роль не только абсолютное значение тепло­запаса. Очень важен также сезонный ход изменения температур воды, т.е. характер распределения тепла в течение вегетационного периода. Весна 2007 г. была очень ранняя и теплая, поэтому в июле этого года численность и биомасса зоопланктона в Лахтинской губе была больше, чем в другие го­ды. Различия эти видны при сравнении с 2008 г., отличавшимся поздним ледоставом и поздней вес­ной. Раннее прогревание весной 2007 г. способствовало раннему развитию кладоцер и коловраток.

Таким образом, структура сообщества очень динамична, она изменяется в зависимости от термического и динамического режимов текущего и предыдущего годов, от складывающейся в во­доеме трофической ситуации, но основные её особенности повторяются из года в год.

Фауна коловраток и ракообразных представлена эврибионтными видами имеющим широкое распространение в умеренной зоне Северного полушария (финоскандинавский) комплекс

Сезонные колебания численности и биомассы носят отчетливо выраженный характер и обу­словлены, прежде всего, температурным режимом.

Основная масса зоопланктона образуется в поверхностном двухметровом слое за счет орга­низмов эпи-металимнического комплекса.

Ззначительное развитие зоопланктона по времени занимает лишь треть годового цикла (июнь-сентябрь)

На уровень развития зоопланктона в межгодовом аспекте оказывают влияние термический и водный режимы

Максимальная численность (104,9 тыс. экз./м3) и биомасса (2,784 г/м3) отмечены в 2006 году, а минимальные величины, а минимальные величины (48,3 тыс. экз./м3 и 1,230 г/м3) в 2004 году.

Трофический статус вод губы Лахта Онежского озера по уровню развития зоопланктона по классификациям С.П.Китаева (1984,2007) и И.В. Андрониковой (1996) соответствует мезотрофным водоемам.

Воды губы по индексу сапробности (S=1.7-1.9) можно отнести к классу умеренно загрязненных

Литература

А ндроникова И . Н ., 1996.Структурно функциональная организация зоопланктона озерных экосистем.:

С. - П.: «Наука», 189

Кауфман З.С., Пирожкова Г.П. 1989 Экосистема Онежского озера и тенденции ее изменения//Водные ресурсы..№4. с.144-150.

Киселев М.А.,1956,Методы исследования планктона // Жизнь пресных вод СССР. Т.14. : М-Л: изд-во

АН СССР,.с. 183-256.

Киселев И.А. 1980 Планктон морей и континентальных водоемов. Т.2, - Л.: Наука, 1980, - 440 с.

Китаев С.П.,1984, Экологические основы биопродуктивности озер разных природных зон.,М.:Нау-

ка..207 с

Китаев С.П, 2007 Основы лимнологии для гидробиологов и ихтиологов Петрозаводск: Карельский на­учный центр РАН,. 394 с.

Смирнова Т.С 1975. Зоопланктон литоральной зоны Онежского озера//Литоральная зона Онежского озера. Л.: ‘ Наука «.. С.145-159.

Куликова Т.П. 1983,Рекомендации по определению сапробности с учетом биологических особенностей планктонных организмов Карелии. Петрозаводск Карельский филиал АН СССР. 6с.:

Куликова Т.П., Кустовлянкина Н .Б., Сярки М.Т..1997 Зоопланктон как компонент экосистемы Онеж­ского озера. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН.111 с.

Николаев И.И. 1972 Исторические и экологические условия формирования зоопланктона Онежского озера // Зоопланктон Онежского озера. Л.: Наука, С.. 32-39.

Макрушин А. В. 1974 Биологический анализ качества вод с использованием списка организмов индика­торов загрязнения. Л : ЗИН АН СССР,ВГБО,. С.1-60.1-53.

Сабылина А.В. 1999, Современный гидрохимический режим озера // Онежское озеро. Экологические проблемы. Петрозаводск, Петрозаводск: Карельский научный центр РАН ,С.58 - 108.

Смирнова Т.С 1975. Зоопланктон литоральной зоны Онежского озера//Литоральная зона Онежского озера. Л.: ‘ Наука «. С.145-159.

Филатов Н. Н. Изменчивость водного баланса и уровня //Экосистема Онежского озера и тенденции ее изменения. Л:’Наука»Ленинградское отделение,1990.С.29.