Формирование донной фауны в Северном и среднем Каспии в районе установки искусственных рифовых модулей Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 574.5; 574.21

ФОРМИРОВАНИЕ ДОННОЙ ФАУНЫ В СЕВЕРНОМ И СРЕДНЕМ КАСПИИ В РАЙОНЕ УСТАНОВКИ ИСКУССТВЕННЫХ РИФОВЫХ МОДУЛЕЙ

®2011 Ахмедова Г.А., Ушивцев В.Б.*, Монахова Г.А., Галактионова М.Л.*

Дагестанский государственный университет ^Каспийский филиал Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН

В местах установки биотехнических конструкций различного принципа действия на глубинах от 15 до 35 метров в Северном и Среднем Каспии определены видовой состав, численность и биомасса донных животных, а также показаны особенности формирования донной фауны.

In the installation sites of biotech structures of various of the principle of action at depths of 15 to 35 meters in the North and Middle Caspian the species composition, abundance and biomass of benthic animals defined, and features of formation of benthic fauna are shown as well.

Ключевые слова: Северный и Средний Каспий, искусственные рифы, численность, биомасса, донные сообщества, зоопланктон, бентос, перифитон.

Keywords: the Northern and Middle Caspian Sea, artificial reefs, number, biomass, benthic communities, zooplankton, benthos, periphython.

Функционирование объектов

нефтегазового комплекса на Каспии значительно усиливает антропогенную нагрузку и создает дополнительную угрозу его экосистеме. Наиболее экологически обоснованным способом воздействия на морские экосистемы, направленным на решение этих задач, является создание искусственных

биологических систем посредством внесения в морскую среду различных биотехнических конструкций в местах с высокой степенью антропогенной

нагрузки. Предпосылки осуществления установки искусственных рифов и

определения их эффективности имеют ряд достаточно разумных обоснований: оценка биопродукционного потенциала биоэкологических конструкций

проводилась на Северном Каспии [1. С. 82-83; 4. С. 31-36], в Японском море [3. С. 262-266; 5. С. 902-906], на Черном и Азовском морях [2. С. 210-218]. Важнейшей биологической

особенностью искусственных

сооружений является способность

усиливать потенциал гидробионтов в самоочищении водной среды. Следует подчеркнуть, что на всех отмеченных рифах обрастатели почти на 90% представлены фильтраторами, что очень важно с точки зрения утилизации загрязнителей при их попадании в

морскую среду.

Целью исследований является изучение особенностей формирования

донной фауны в Северном и Среднем Каспии в районе установки искусственных рифовых модулей различного принципа действия.

Исследование было проведено в

северной и средней частях Каспийского моря на глубинах от 15 до 35 метров. Экспериментальные работы с искусственными рифовыми модулями проводились в течение 12 месяцев с мая 2009 по июль 2010 года в районе свала глубин. В местах их установки были проведены гидробиологические

исследования, определены видовой

состав, численность и биомасса донных животных, выявлены особенности формирования донной фауны. Полученные данные сравнивались с данными фоновых участков (вне зоны действия искусственного рифа) за тот же период.

В основу работ по сбору материала в районе искусственных рифов легли методы подводных исследований с применением легководолазного

снаряжения и оборудования и подводной видеотехники. Для сборов образцов зообентоса и перифитона

использовались дночерпатель «Океан» с площадью захвата грунта 0,1 м2 и специализированные подводные

пробоотборники с площадью захвата грунта 0,075 м2, а также скребок для отбора проб перифитона, которые отбирались на разном удалении от рифового модуля, что позволяет оценить зону влияния искусственного рифа.

В районе комплексной рифовой биостанции зообентос представляет собой комплекс, основу численности которого составляют многощетинковый червь Nereis, составляющий ядро биомассы (82%), и широко распространенная в Каспии амфипода Niphar-goides similis (табл. 1).

Таблица 1

Видовой состав, численность и биомасса донных сообществ в районе комплексной рифовой биостанции

Общая численность донных животных, как и биомасса, сравнительно низка, что на период проведения исследований было характерно для данного района моря, а большая

численность червей объясняется обилием органики, выносимой с речным стоком. Индекс видового сходства с фоновым участком составил 0,86, что свидетельствует об идентичности сообществ рассматриваемых участков, а также об отсутствии негативного влияния со стороны искусственного рифа на биоту. Невысокая биомасса донных животных в районе рифа по сравнению с фоновыми показателями объясняется большим развитием МуШавІег Нпеа1:ш на фоновом участке. За счет обилия этого прикрепленного моллюска численность донного сообщества фонового участка в 2 раза превышает численность в районе рифа, а биомасса - в 6,4 раза.

В составе донных сообществ на станции в районе установки модульного бетонного рифа на глубине 15 метров зарегистрировано 10 видов (табл. 2), среди которых наибольшим обилием и биомассой отличались усоногие раки, амфиподы и моллюск Сегаз1:ос1егта Іатагкі. Последний составляет ядро биомассы (55%).

Таблица 2

Видовой состав, численность и биомасса донных сообществ станции в районе модульного бетонного рифа на глубине 15 метров

Вид Чиспенн ость, эю/м2 Биома сса, г/м2

Nipharqoides similis 200 0,090

Cerastoderma lamarki 40 5,500

Pseudocuma cercaroides 4 0,002

Stenocuma qraciloides 8 0,003

Balanus improvisus 120 1,700

Mytilaster lineatus 80 0,250

Nereis diversicolor 80 0,450

Oliqochaeta 30 0,008

Abra ovata 50 2,600

Schizorchynchus bilamellatus 20 0,020

Всего 632 10,623

На станции отмечается высокое видовое разнообразие ракообразных, что свидетельствует о благоприятном кислородном режиме в районе рифа. Общие невысокие показатели биомассы и численности донных животных довольно характерны для данного района моря в период исследований.

Вид Численно Биомасс

сть, экз/м2 а, г/м2

Nipharqoides aequimanus 4 0,006

Nipharqoides similis 170 0,300

Cerastoderma lamarki 10 0,300

Didacna protracta 2 0,230

Balanus improvisus 12 0,090

Mytilaster lineatus 2 0,004

Nereis diversicolor 410 5,400

Oliqochaeta 40 0,040

Abra ovata 35 0,180

Rhithropanopeus harrissii 2 0,050

Всего 687 6,600

Индекс видового сходства с фоновым участком составляет 0,8, что свидетельствует об идентичности сообществ рассматриваемых участков. Невысокие значения численности и биомассы донных животных в районе рифа по сравнению с фоновым участком объясняются большим развитием МуШавІег Нпеа1:ш, за счет обилия которого численность донного сообщества в 2 раза превышает численность в районе рифа, а биомасса -в 3,5 раза.

Зообентос станции в районе модульного бетонного рифа (глубина установки 30 метров) отличается высокими показателями видового разнообразия и количественными характеристиками, выделяющими эту станцию на фоне остальных. Основу численности донных животных в 2009 году, как и в предыдущие периоды наблюдений, составляют обрастатели: Ваіапив и МуШавІег и амфипода СогорЫит сЬсПсогпс (табл. 3). Основа биомассы формируется за счет обрастателей Ваіапш и МуШавІег (17% и 52% соответственно) и крупных моллюсков (Бісіаспа ргоїтасіа) (26%). Большие показатели обилия

ракообразных свидетельствуют о стабильном благоприятном кислородном режиме, а также об отсутствии негативного влияния со стороны рифа. Таблица 3

Видовой состав, численность и биомасса донных сообществ станции в районе модульного бетонного рифа на глубине 30 метров

ВаІапиБ ітргоу^иБ 1530 50,2 00

МуШаБІег ІіпеаНБ 1050 150,0 00

Оісіаспа ргсйгайа 40 75,3 00

ТИеосіохиз раІІаБІ 20 1,00 0

ОІідосИаеІа 10 0,01 0

Иегеіз сііуєгбісоіог 130 5,30 0

Итого 4320 286,295

Индекс видового сходства сообществ на фоновых и контрольных участках в районе установки рифового модуля данного типа составляет 0,9, что является показателем идентичности видового состава. Показатели обилия и биомассы донных животных в районе рифа и на фоновом участке также практически идентичны.

В районе донной индикаторной биостанции зафиксировано 9 видов животных, среди которых ведущую роль в формировании биомассы играет

прикрепленный моллюск МуШаз1ег Нпеа1:ш (80%) (табл. 4). В районе донной индикаторной биостанции и на фоновом участке видовой состав доминант,

составляющих основу численности и биомассы донных организмов,

идентичны. Численность бентосных организмов на индикаторной

биостанции составляет 80%, а биомасса - 70% от фоновой станции, что

обусловлено высокой биомассой МуШаз1ег НпеаШв (58 г/м2) в районе рифа.

Видовой состав на фоновой станции практически идентичен биоразнообразию донных организмов на индикаторном рифовом модуле. Индекс видового

сходства составляет 0,82, что свидетельствует о сходстве состава донной фауны в районе модуля и на фоновом участке.

Таблица 4

Видовой состав, численность и

биомасса донных сообществ в

районе

донной индикаторной биостанции

Вид Числен НОСТЬ, эю/м2 Био масса, г/м2

ОікегодатташБ ИаетоЬарИез 110 1,60 0

СогорЫит сИеІісогпе 920 2,00 0

СатташБ ¡эсИпиБ 330 0,27 0

АтаШІІИпа сг^а 30 0,33 0

СатташБ раихіІІиБ 40 0,04 0

ІМІрИагдоісіез БІтіІв 70 0,15 0

РБеисіосита сегсагоМеБ 40 0,09 5

Вид________________________| Числ | Биома

енность, экз/м2 сса, г/м2

Niphargoides similis 80 0,10

Cerastoderma lamarki 22 6,00

Dikerogammarus haemobaphes 10 0,06

Balanus improvisus 320 2,20

Mytilaster lineatus 330 58,00

Nereis diversicolor 90 0,20

Oligochaeta 40 0,04

Abra ovata 15 3,10

Rhithropanopeus harrissii 10 0,50

Всего 917 70,20

Зообентос в районе пелагической индикаторной биостанции представляет собой биоценоз, основу численности которого образуют представители отряда Ситасеа, составляющие 80% от общего обилия донных животных. При этом ядро биомассы (83%) приходится на крупных моллюсков - Б1с1аспа рага11е11а (табл. 5). Обилие ракообразных в районе биостанции является показателем благоприятных условий и

свидетельствует об отсутствии негативного влияния на окружающую среду. Индекс видового сходства с фоновым участком составляет 0,75, что свидетельствует о высокой степени сходства.

Таблица 5

Видовой состав, численность и

биомасса донных сообществ в районе

индикаторной пелагической

биостанции

Относительно низкие концентрации и биомассы донных животных в районе рифа по сравнению с фоновыми показателями объясняются большим

развитием Mytilaster lineatus на фоновом участке. За счет обилия этого прикрепленного моллюска численность донного сообщества фонового участка в 1,5 раза превышает таковую в районе рифа, а биомасса - в 2 раза.

Зообентос в районе донного многослойного модуля с пелагическими элементами характеризуется самым высоким обилием многощетинковых червей по сравнению с другими станциями. Донное население в районе рассматриваемой станции отличается от других районов наблюдения по структуре сообщества и доминирующим видам, тем не менее отмечается высокая степень сходства видового состава с другими рассматриваемыми районами.

Отличительной особенностью

донного населения в районе данного модуля является крайне низкое представительство ракообразных

отрядов Amphi-poda и Ситасеа на фоне обилия червей Nereis di versicolor и прикрепленных ракообразных Balanus improvisus, на долю которых приходится до 80% численности и до 70% биомассы сообщества (табл. 6).

Сравнение показателей обилия и биомассы донных сообществ с фоновыми показателями в районе многослойного модуля с пелагическими элементами демонстрирует большое отличие как в относительной численности, так и в биомассе. Обилие донных животных в районе многослойного рифового модуля превышает фоновые показатели в два раза, а биомасса - почти в 4 раза. Индекс видового сходства сообществ в районе донного многослойного модуля с пелагическими элементами по сравнению с фоновыми составляет 0,6, что свидетельствует о существенных различиях их видового состава.

Таблица 6

Видовой состав, численность и

биомасса донных сообществ

в районе рифового модуля

Вид Численно сть, экз/м2 Биома сса, г/м2

Niphargoides compactus 3 0,05

Schizorchynchus bilamellatus 6 0,01

Вид Числе нность, экз/м2 Биома сса, г/м2

Dikerogammarus haemobaphes 40 0,78

Corophium chelicorne 150 0,50

Gammarus ischnus 10 0,01

Pontoporea affinis 10 0,11

Niphargoides derzhavini 50 0,01

Pterocuma rostata 120 0,06

Schizorchynchus bilamellatus 2600 1,30

Balanus improvisus 70 4,30

Didacna parallella 30 66,50

Purgula caspia 30 3,00

Hypanis angusticostata 10 3,20

Всего 3120 79,77

СегаэЮЬегта 1атагк1 15 1,70

Ва1апи5 ¡тргоУБиБ 100 4,10

Иеге^ сЙуегБюоЬг 240 4,10

ОНдосИае1а 8 0,02

АЬга оуа1а 20 1,70

Итого 392 11,68

Таким образом, можно утверждать, что биоэкологические конструкции могут быть эффективно использованы для повышения биологической продуктивности морских экосистем, но на ограниченных глубинах (10-15 метров). Анализ идентичности сообществ на всех исследованных участках показал, что индекс видового сходства на всех рифовых и фоновых

участках составил в среднем 0,8 (кроме донного многослойного модуля с пелагическими элементами, для которого индекс видового сходства был равен 0,6). Результаты наблюдений, проведенных в различные сезоны, показали, что бентос в районе рифовых станций характеризовался как различной структурой сообществ, так и доминирующими видами. Установлено, что для большинства исследованных рифовых конструкций была характерна невысокая биомасса донных животных, что объяснялось преобладанием МуШаз1ег МпеаШэ на фоновом участке.

Примечания

1. Исакова В. В. Антропогенные загрязнения природных геосистем Северного Каспия // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2009. № 1. 2. Лапшин О. М. Эффективность прибрежного рыболовства на комплексных искусственных рифах // Техника промышленного рыболовства. Вопросы теории, практика промысла и поведения гидробионтов. М. : ВНИРО, 1993. 3. Маркевич А. И. Динамика заселения рыбами экспериментального искусственного рифа в заливе Петра Великого Японского моря // Биология моря. 2005. Т. 31. № 4. 4. Сокольский А. Ф„ Колмыков Е. В., Попова Н. В., Андреев В. В. Разработка способов защиты морской среды от нефтяного загрязнения с помощью искусственных рифов // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2003. № 7. 5. Явнов С. В., Гладких Г. Н. Изменение фитопланктонного сообщества в районах постановки искусственных рифов в прибрежных водах Приморья (Японские море) // Известия Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра. 2001. Т. 1 28.

Статья поступила в редакцию 10.08.2011 г.

Исследования выполнены в рамках ФЦП «Научные и натно-педагогические кадры инновационного России» на 2009-2013 гг.. Государственные контракты № П1440, П1285, ГК 16.740.11.0051