CC BY
77
- ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ ——==
УДК 574.51 (574.583)
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗООПЛАНКТОНА ОЗЕР СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА
© 2013 г. Н.И. Ермолаева
Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН Россия, 630090 г. Новосибирск, Морской просп., д. 2. Е-mail: [email protected]
Поступила 06.02.2013
В представленной работе описаны данные рекогносцировочного обследования экологического состояния 16 озер Северного Казахстана. Проведена оценка экологического состояния и трофического статуса водоемов методами биоиндикации. Приведены данные по сапробности и по количественным показателям зоопланктона озер. Выявлена зараженность одного из водоемов Ergasilus sieboldi КоМшапп.
Ключевые слова: зоопланктон, озера, экология, биоиндикация, сапробность.
Критическое состояние водохозяйственных систем Казахстана становится угрозой для здоровья населения и развития экономики. Постановлением Правительства Республики Казахстан от 9 ноября 2010 года № 1176 «Об утверждении Программы «А^-б^ла^» на 2011-2020 годы» решен вопрос о плановой поддержке системы водоснабжения в стране. В 2008-2010 гг. Институт водных и экологических проблем СО РАН, по поручению правительства Казахстана совместно с РГКП «Северо-Казахстанский государственный университет им. Манаша Козыбаева» Министерства образования и науки Республики Казахстан проводил работу: «Изучение закономерностей формирования и функционирования водных экосистем Северного Казахстана как источников обеспечения населения питьевой водой». Цель данной работы - охарактеризовать современное состояние некоторых озер, расположенных на территории Северо-Казахстанской области, методами биоиндикации с использованием зоопланктона. Данные озера планируют использовать в качестве источников водоснабжения ряда сельских населенных пунктов как для орошения, так и для бытовых нужд. Система биоиндикации с помощью зоопланктона позволяет оперативно оценить степень эвтрофикации водоема и возможности его самоочищения.
В последние годы активно изучался зоопланктон разнотипных водных объектов Северного, Центрального, Восточного и Южного Казахстана (Крупа, 2010). Проведены исследования ряда озер Акмолинской и Костанайской областей, соседних с Северо-Казахстанской, но они носили прикладной рыбохозяйственный характер (Аубакирова, 2010). Описанные в статье озера не были охвачены в работах других исследователей.
Материалы и методы
В июле-августе 2009-2010 гг. на 16 озерах Северного Казахстана (рис. 1) отобраны 64 пробы зоопланктона. Отбор проб осуществлялся путем процеживания 50 литров воды с поверхности через сеть Апштейна (газ № 64). На каждом озере отобрано по 4 точки - 2 в литоральной зоне и 2 в пелагической (или просто в прибрежье в центральной части, если разделение на пелагиаль и литораль было условным, как в очень мелких озерах). Собранный материал фиксировали 4% раствором формалина. Пробы обрабатывали счетно-весовым методом в камере Богорова.
Расчет индекса Шеннона производили с учетом показателей численности и биомассы (Шитиков и др., 2005), поскольку данная версия расчета "гармонично сочетает оба фактора обилия" (Розенберг, 2010). При расчете индекса сапробности Пантле и Букка использованы значения региональных индексов индикаторной значимости, полученные для зоопланктонных организмов водоемов юга Западной Сибири (Ермолаева, Двуреченская, 2007). Трофность озер оценивалась по индексу трофности Е. Мяэметса (1980) и по шкале трофности С.П. Китаева (1984). Степень стабильности и устойчивости экосистемы оценивалась по видовому разнообразию зоопланктонного сообщества (индекс Шеннона) и по представленности стенобионтных видов (Алимов, 2000).
Рис. Карта-схема исследованных озер Северного Казахстана (номера озер соответствуют номерам в таблице 1). Fig. Schematic map of the studied lakes of Northern Kazakhstan (numbers correspond to the number of lakes in Table 1).
По происхождению исследованные озера можно разделить на несколько типов:
1) суффозионно-просадочные, неглубокие водоемы в виде "блюдец", часто пересыхающие летом (Ближнее Долгое);
2) тектонические (Большой Таранколь. Имантау, Улыколь);
3) озера поймы р. Ишим (Аралькино, Кубыш, Полонское, Рявкино, Ситово);
4) озера надпойменных терасс (Горькое, Лебяжье, Пестрое, Полковниково);
5) озера долин исчезнувших рек Камышловки и Суери (Улькенжарма, Узынколь и Питное).
Все исследованные озера в летний период бессточные, их уровенный режим значительно меняется в течение сезона, что, как правило, характерно для озер аридных и семиаридных областей (Поползин, 1965). В связи с этим в таблице указаны даты обследования озер. Площадь акватории водоемов колеблется от 0.1 до 48.9 км2, преобладают малые и очень малые озера (табл. 1). Форма озерных котловин простая - округлая или лентовидная с вытянутой ровной береговой линией и, как правило, с выраженной пологой литоралью. По уровню минерализации воды озера относятся к пресным и олигогалинным (общая минерализация не превышает 4 г/дм3). Преобладают гидрокарбонатно-натриевые (Аралькино, Ближнее Долгое, Полковниково, Полонское, Рявкино, Узынколь, Улыколь) и хлоридно-натриевые (Улькенжарма, Большой Таранколь, Имантау, Горькое, Лебяжье, Пестрое, Ситово, Питное). Активная реакция среды колеблется от нейтральной до слабо щелочной (Долматова, 2011). Площадь зарастания водоемов макрофитами составляет от 5 до 85% (Зарубина, 2011).
Водосборы большей части озер находятся в густонаселенной местности, где основные источники загрязнения - сельскохозяйственные и хозяйственно-бытовые стоки.
Результаты
Исследованные озера значительно отличаются между собой количественными показателями зоопланктона, его видовым составом, уровнем трофности и сапробности. Основу зоопланктонного сообщества во всех озерах составляют, как правило, эврибионтные виды. При этом показатели численности и биомассы как всего зоопланктонного сообщества, так и отдельных групп отличались в различных озерах на 1-2 порядка (табл. 2).
Таблица 1. Основные характеристики исследованных озер Северного Казахстана (июль 2009, июль 2010 гг.). Table 1. The main characteristics of the investigated lakes of Northern Kazakhstan (July 2009, July 2010).
Озеро Дата исследования Географии- ческие координаты Площадь зеркала, км2 Максимальная глубина, м Про-зрач-ность, м Температура, °С Мине-рализа ция, г/дм3 рН
Полковниково 23.06.2009 55° 10' 12" с.ш. 69° 14' 49" в .д. 2.2 1.5 0.4 21.6 1.8 8.70
Лебяжье 27.07.2010 55° 08' 30" с.ш. 69° 12' 16" в .д. 5.8 3.0 0.7 21.2 2.9 7.35
Рявкино 24.06.2009 54° 58' 37" с.ш. 70° 64' 37" в.д. 2.5 1.8 1.8 19.1 0.8 9.00
Горькое 25.06.2009 54° 43' 39" с.ш. 66° 58' 20" в .д. 0.7 3.0 0.3 17.4 3.1 9.40
Питное 25.06.2009 54° 42' 20" с.ш. 66° 57' 17" в .д. 3.7 1.5 0.4 18.5 1.1 9.13
Ближнее Долгое 25.06.2009 54° 48' 40" с.ш. 68° 06' 30" в.д. 0.2 1.8 1.8 17.2 0.5 8.55
Улькенжарма 27.06.2009 54° 36' 14" с.ш. 69° 41' 30" в .д. 7.0 1.8 0.3 15.8 2.9 9.40
Большой Таранколь 29.06.2009 54° 01' 47" с.ш. 68° 22' 14" в.д. 34.8 3.2 0.9 16.8 8.3 8.5
Полонское 29.07.2010 54° 18' 11" с.ш. 68° 18' 14" в.д. 0.3 7.5 2.4 22.0 0.6 7.6
Ситово 29.07.2010 54° 36' 33" с.ш. 68° 44' 11" в .д. 1.0 1.0 1.0 21.2 1.2 9.1
Пёстрое 31.07.2010 54° 50' 02" с.ш. 69° 06' 49" в .д. 1.3 3.0 3.0 22.0 2.6 8.85
Аралькино 31.07.2010 54° 41' 30" с.ш. 68° 57' 45" в .д. 0.1 2.9 2.9 21.2 0.5 7.35
Имантау 01.07.2009 52° 59' 26" с.ш. 68° 14' 17" в.д. 48.9 10.0 1.3 18.0 1.1 8.9
Улыколь 02.07.2009 52° 56' 37" с.ш. 66° 52' 30" в .д. 20.0 4.5 0.3 19.8 0.7 8.8
Узынколь 03.07.2009 53° 54' 50" с.ш. 67° 00' 10" в .д. 1.1 0.7 0.7 23.0 1.2 9.6
Кубыш 07.08.2010 54° 11' 51" с.ш. 67° 48' 35" в.д. 0.2 5.3 0.8 24.6 1.5 7.45
Оз. Полковниково. Вдоль берегов бордюр, образованный Phragmites australis, рогозом Typha angustifolia с примесью камыша Scirpus tabernaemontani, в литоральной зоне активно развивается кладофора (Зарубина, 2012). Обнаружено 13 видов зоопланктона (табл. 3). Отмечено массовое развитие веслоногих рачков Thermocyclops crassus (Fisch.), Eudiaptomus graciloides Lill., крупных дафний, среди которых доминировала Daphnia longispina Müller и коловраток Keratella quadrata quadrata (Müller). В пробах встречались крупные хищные рачки Bythotrephes longimanus Leydig, не характерные для загрязненных водоемов. Водоем можно охарактеризовать как ß-мезосапробный с чертами олигосапробности в пелагической части (табл. 4). Сообщество зоопланктона не отличается высоким видовым богатством, однако, высокая степень его выравненности, в совокупности с достаточно высокой численностью стенобионтных видов, позволяет предполагать, что оно достаточно устойчиво. По показателю индекса трофности Мяэметса 2.3 и по шкале трофности Китаева (табл. 4) озеро является ß-эвтрофным.
Таблица 2. Численность (N, экз./м3), биомасса (В, мг/м3) и число видов (n) различных групп зоопланктона в озерах Северного Казахстана. Table 2. The number (N, individuals/m3), biomass (B, mg/m3) and the number of species (n) of different groups of zooplankton in Lakes of Northern Kazakhstan.
Озеро N общ. Вобщ. Rotifera Cladocera Copepoda
Calanoida Cyclopoida Harpacti-coida
N B N B N B N B N B
Лебяжье 493440 1674.4 237600 349.7 260 3.7 0 0.0 255520 1320.0 60 1.0
Полков-никово 285030 15897.6 51990 45.7 74820 6544.3 56900 6259.0 101320 3048.6 0 0
Рявкино 59796 2016.3 21130 86.0 12936 883.0 3520 387.2 23210 660.1 0 0.0
Питное 577500 27442.8 63360 217.8 301950 10632.0 133760 14713.6 78320 1875.3 110 4.1
Горькое 140888 3961.6 80960 151.0 34408 2668.8 440 48.4 25080 1093.4 0 0.0
Ближнее Долгое 31328 1311.6 7502 55.6 1386 104.0 6600 726.0 15840 426.0 0 0.0
Улькен-жарма 89210 1999.0 30910 257.5 14520 763.4 660 72.6 43120 905.5 0 0.0
Большой Таранколь 156222 8697.6 11440 9.3 36960 2094.1 29920 3291.2 77880 3302.2 22 0.8
Полон-ское 245000 19739.3 40800 27.4 83000 18581.5 4400 316.8 116800 813.6 0 0.0
Ситово 354900 941.3 162200 70.9 300 15.0 880 63.4 191520 792.0 0 0.0
Пёстрое 565000 1783.8 506000 578.0 920 574.9 960 69.1 57120 560.8 0 0.0
Аралькин 498160 4220.6 46800 37.4 3120 74.1 0 0.0 448000 4108.8 240 4.1
Имантау 31812 1295.6 7920 6.3 7172 519.3 1760 193.6 14960 576.4 0 0.0
Улыколь 63206 3904.9 3080 2.5 9526 1526.8 0 0.0 50600 2375.6 0 0.0
Узынкель 601480 21238.4 93720 500.2 41360 741.1 47520 5227.2 418880 14769.9 0 0.0
Кубыш 1120820 15552.1 618000 254.4 17680 943.6 340 24.5 484800 14329.6 0 0
Оз. Лебяжье. Берега окаймлены поясом тростника, дно илистое. Выявлено 16 видов зоопланктона (табл. 3). Отмечено массовое развитие коловраток Brachionus calyciflorus Pallas, Filinia major (Golditz) и циклопов Mesocyclops leuckarti Claus. Ветвистоусых рачков мало (табл. 2). По индексу сапробности озеро можно охарактеризовать как ß-мезосапробное, умеренно загрязненное, по индексам трофности водоем ß-олиготрофный (табл. 4). Сообщество зоопланктона достаточно устойчивое, признаков нарушения не наблюдается.
Оз. Рявкино. На дне черный ил с запахом H2S. Акватория озера примерно на 40 % покрыта сплавинами из тростника P. australis и камыша S. tabernaemontani. На участках открытой воды наблюдались заросли роголистника Ceratophyllum demersum и телореза алоэвидного Stratiótes aloídes. В толще воды активно развивалась тройчатая ряска Lemna trisulca, а на поверхности - многокоренник Spirodela polyrrhiza (Зарубина, 2012). Зоопланктон представлен 19 видами (табл. 3). Доминировали веслоногие ракообразные M. leuckarti и E. graciloides; значительной численности достигали D. longispina и K. quadrata - эвритопные формы. Вода умеренно загрязненная, водоем ß-мезосапробный. В озере представлен многовидовой биоценоз, основой которого являются
эврибионтные формы. Озеро ß-олиготрофное (табл. 4).
Оз. Горькое. На литорали заросли рдеста пронзённолистного и гребенчатого (Potamogeton perfoliatus, P. pectinatus) (Зарубина, 2012). На дне заиленный песок с детритом. Зарегистрировано 15 видов (табл. 3). Максимальная численность зоопланктона составила 140 тыс. экз./м3 за счет массового развития веслоногих рачков Cyclops strenuus Fisch и коловраток Brachionus urceus urceus Linn., биомасса достигала 3.9 г/м3 за счет кладоцер D. longispina и Daphnia pulex (De Geer). Водоем ß-мезосапробный, умеренно загрязненный (табл. 4). Наблюдался трансформированный биоценоз с доминированием двух-трех ß-мезосапробных видов. По уровню трофии озеро а-мезотрофное.
Таблица 3. Видовой состав зоопланктона озер Северного Казахстана. Table 3. The species composition of zooplankton Lakes of Northern Kazakhstan.
Водоем оз. Полковниково оз. Рявкино оз. Горькое оз. Питное оз. Ближнее Долгое оз.Улькенжарма оз. Большой Таранколь оз. Аралькино оз. Улыколь оз.Узынкель оз. Лебяжье оз. Полонское оз. Ситово оз Пёстрое оз. Имантау оз. Кубыш
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Rotifera
Anuraeopsis fissa Gosse +
Ascomorpha ecaudis Perty + +
Asplanchna herrickii de Guerne + + + + +
Asplanchna priodonta Gosse + + + + + + + + + + +
Brachionus angularis Gosse + + + + + + + +
Br. calyciflorus anuraeiformis Brehm +
Br. quadridentatus Hermann +
Br. quadridentatus brevispinus Ehrenberg + +
Br. quadr. cluniorbicularis Skorikov + +
Br. quadridentatus melheni Barrois & Daday + + +
Br. urceus urceus Linnaeus + + +
Br. variabilis Hempel + +
Cephalodella catellina Müller +
Cephalodella gibba gibba (Ehrenberg) +
Colurella obtusa Gosse + + + + +
Euchlanis deflexa (Gosse) + + + +
Euchlanis dilatata Ehrenberg + + + + + + + + + + +
Euchlanis incisa Carlin + +
Euchlanis lyra larga Kutikova +
E. lyra lyra Hudson +
Filinia longiseta (Ehrenberg) + + + + + + +
Hexarthra mira (Hudson) + +
Kellicottia longispina (Kellicott) + +
Keratella cochlearis (Gosse) + + + + + + + + + + +
Keratella cochlearis tecta (Gosse) +
Keratella quadrata dispersa Carlin +
K. quadrata quadrata (Müller) + + + + + + + + + + + + + + +
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗООПЛАНКТОНА Продолжение таблицы 3.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
K. q. longispina (Thiebaud) +
Lecane luna luna (Müller) + + + + + + +
Lecane ungulata (Gosse) +
Lecane (Monostila) hamata (Stokes) + + + + +
Lecane (Monostila) quadridentata (Ehrenberg) + + +
Lepadella ovalis (Müller) + + +
Lepadella patella(Müller) +
Lophocharis oxysternon (Gosse) +
Mytilina ventralis (Ehrenberg) + + +
Notholca acuminata (Ehrenberg) + + +
Plationus patulus (Müller) + +
Pompholyx complanata Gosse +
Polyarthra dolichoptera (Idelson) +
Polyarthra major Burckhardt + + + +
Polyarthra minor Voigt + + + + +
Polyarthra remata Skorikov + + + + + +
Polyarthra vulgaris Carlin +
Synchaeta pectinata Ehrenberg +
Testudinella patina patina (Hermann) + + + + +
Trichocerca capucina (Wierzejski & Zacharias) + +
Trichocerca cylindrica (Imhof) + +
Trichocerca elongata (Gosse) +
Trichocerca intermedia (Stenroos) +
Trichocerca rattus f. carinata Ehrenberg +
Trichocerca (Diurella) tenuior (Gosse) + + +
Trichotria pocillum pocillum (Müller) + + + +
Trichotria truncata (Whitelegge) +
Cladocera
Acroperus harpae (Baird) +
Alona affinis (Leydig) + + + + + + + + +
Alona rectangula Sars +
Alonella nana (Baird) +
Bosmina longirostris (O.F. Müller) + + + + + + + + + + +
Bythotrephes longimanus Leydig +
Ceriodaphnia quadrangula (O.F. Müller) + + + + + + + + + + + + +
Chydorus ovalis Kurz + + + + + + +
Chydorus sphaericus (O.F. Müller) + + + + + + + + + + +
Daphnia longispina O.F. Müller + + + + + + + + + + + +
Daphnia pulex Leydig + + + + +
Daphnia (Ctenodaphnia) magna Straus +
Diaphanosoma brachyurum (Lievin) + + + + + + + + + + +
Disparalona rostrata (Koch)
Graptoleberis testudinaria (Fischer) + + +
Leptodora kindtii (Focke) + +
Macrotrix hirsuticornis Norman et Brady +
Продолжение таблицы 3.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Macrothrix laticornis (Fischer) +
Moina brachiata (Jurine) +
Monospilus dispar Sars + +
Peracantha truncata (O.F. Müller) + +
Pleuroxus aduncus (Jurine) + +
Pleuroxus (Picripleuroxus) striatus Schödler + + + +
Polyphemus pediculus (Linnaeus) + + +
Pseudochydorus globosus (Baird) + +
Scapholeberis mucronata (O.F. Müller) +
Sida crystallina (O.F. Müller) + + + + +
Simocephalus vetulus (O.F. Müller) + +
Cope poda
Acanthocyclops vernalis (Fischer) +
Criptocyclops bicolor (Sars) +
Cyclops kolensis Lilljeborg + + + + + +
Cyclops strenuus strenuus Fischer + + + + +
Cyclops vicinus Uljanin + + + +
Diacyclops bicuspidatus (Claus) +
Eucyclops macruroides (Lilljeborg) + + + +
Eucyclops macrurus (Sars) +
Eucyclops serrulatus (Fischer) + +
Macrocyclops albidus (Jurine) + + + + + +
Megacyclops viridis (Jurine) + + + +
Mesocyclops leuckarti Claus + + + + + + + + + + + +
Microcyclops varicans (Sars) +
Paracyclops fimbriatus (Fischer) + + + + + +
Thermocyclops crassus (Fischer) + + + + + + + +
Thermocyclops oithonoides (Sars) + + + + + + + +
Acanthodiaptomus denticornis (Wierzejski) +
Arctodiaptomus dentifer (Smirnov) + + +
Arctodiaptomus (Rhabdodiaptomus) acutilobatus (Sars) + +
Eudiaptomus gracilis (Sars) + + + + + +
Eudiaptomus graciloides (Lilljeborg) + + + + + + + + +
Eudiaptomus vulgaris (Schmeil) + + +
Eurytemora affmis (Poppe) +
Laophonte mohammed Blanchard & Richard +
Nitocra hibernica (Brady) + + + + +
Ergasilus sieboldi Nordmann +
Количество видов в водоеме 13 19 15 25 35 45 12 35 13 30 16 31 32 21 23 19
Оз. Питное. В литоральной зоне разреженные заросли рдестов Potamogeton perfoliatus, P. pectinatus, P. crispus, P. berchtoldii (Зарубина, 2012). Дно песчаное. Выявлено 25 видов зоопланктона, при этом отмечено высокое видовое разнообразие всех трех групп (табл. 3). Помимо эврибионтных форм, таких как Chydorus sphaericus (O.F. Müller), Bosmina longirostris (O.F. Müller), Megacyclops viridis (Jurine), активно развиваются фитофильные группировки ветвистоусых рачков, а
также высокой численности достигают детритофаги (каляноиды) Arctodiaptomus dentifer (Smirnov). Состав зоопланктона характерен для заиленных некрупных озер Западной Сибири с развитой высшей водной растительностью (Ермолаева, 2010). По индексу Пантле и Букка озеро характеризуется как ß-мезосапробный, умеренно загрязненный водоем (табл. 4). По индексу Мяэметса озеро является мезотрофным, а по шкале трофности Китаева ß-эвтрофным.
Оз. Ближнее Долгое. На дне жидкий ил с детритом. Вдоль берегов обширные заросли тростника, телореза и рдестов. На небольшой глубине активно развивается элодея Elodea canadensis, рдесты Potamogeton lucens, P. praelongus и роголистник C. demersum (Зарубина, 2012). Обнаружено 35 видов зоопланктона (табл. 3). Доминировали по численности и биомассе веслоногие рачки M. leuckarti, Cyclops kolensis Lill., E. graciloides. Из ветвистоусых рачков наибольшего развития достигали эврибионты D. longispina, Ceriodaphnia quadrangula (Müller) и B. longirostris. Однако, стоит отметить и развитие фитофилов, таких как Peracantha truncata (Müller) и Sida crystallina (Müller). Из коловраток доминировала K. quadrata. Водоем характеризуется как ß-мезосапробный, умеренно загрязненный (табл. 4). В озере многовидовой биоценоз, характерный для прудов и малых озер, основой которого являются эврибионтные и фитофильные формы. По индексу Мяэметса озеро мезотрофное, а по шкале Китаева ß-олиготрофное.
Таблица 4. Показатели трофности и сапробности озер Северного Казахстана. Table 4. Indicators of water fertility, and saprobity Lakes of Northern Kazakhstan.
Озеро Индекс Пантле и Букка, S Индекс видового разнообразия Шеннона, H Фаунистический индекс трофности Мяэметса (1980), E Тип водоема по шкале трофности Китаева (1984)
Лебяжье 1.73-1.76 1.84 0.8-1.0 ß-олиготрофный
Полковниково 1.6 2.37 1.7-2.3 ß-эвтрофный
Рявкино 1.58-1.64 2.37 0.2-0.3 ß-олиготрофный
Питное 1.58 2.09 0.5-0.8 ß-эвтрофный
Горькое 1.65-1.79 1.94 1.7-1.8 а-мезотрофный
Ближнее Долгое 1.65-1.68 2.04-2.57 0.4-0.8 ß-олиготрофный
Улькенжарма 1.59-1.62 1.79-2.09 0.3-0.5 ß-олиготрофный
Большой Таранколь 1.62-1.72 1.59-2.13 0.4-0.9 ß-мезотрофный
Полонское 1.64 1.77 0.5 а-эвтрофный
Ситово 1.64 1.94 1.9-2.8 а-олиготрофный
Пёстрое 1.65 1.59 1.8-2.1 ß-мезотрофный
Аралькино 1.66 1.84-1.87 0.5-0.6 а-мезотрофный
Имантау 1.59 2.08 0.1 ß-олиготрофный
Улыколь 1.53 1.62-2.11 0.1-0.2 а-мезотрофный
Узынкель 1.63 2.48 1.1 ß-эвтрофный
Кубыш 1.70 1.52 0.5 а-мезотрофный
Оз. Улькенжарма. Вдоль берегов широкий пояс тростника, по всей акватории заросли рдеста и урути сибирской Myriophyllum sibiricum (Зарубина, 2012). Дно - серый ил, местами с песком. При
высоком видовом разнообразии зоопланктона (45 видов) наблюдалось очень высокое видовое богатство веслоногих рачков (табл. 3), которые доминировали как по численности, так и по биомассе. Ветвистоусые рачки были представлены только эврибионтами, среди которых наибольшей численности достигали D. longispina и Ch. sphaericus. Среди коловраток активно развивалась хищная Asplanchna priodonta Gosse (до 27 тыс. экз./м3). По индексу Пантле и Букка водоем характеризуется как ß-мезосапробный, умеренно загрязненный (табл. 4). Индекс видового разнообразия Шеннона колебался от 1.79 до 2.09 бит. В настоящее время уровень трофии оценивается как ß-олиготрофный.
Оз. Большой Таранколь. Литоральная зона хорошо выражена, с зарослями тростника рдестов и урути, вдоль берегов пояс тростниковых сплавин. На дне суглинок, заиленный песок и слой детрита. Зарегистрировано 12 видов (табл. 3). Численность зоопланктона достигала 156.2 тыс. экз./м3, биомасса в литоральной зоне составила 8.7 г/м3, за счет массового развития веслоногих рачков и D. longispina. В открытой пелагиали биомасса не превышала 1.8 г/м3. Основу составляли ювенильные стадии веслоногих рачков M. leuckarti Claus и коловратки Brachionus angularis Gosse, Polyarthra remata Skorikov. По-видимому, зимой озеро является заморным (Ермолаева, Ядрёнкина, 2008). В связи с повышенной минерализацией воды, трофо-сапробиологическая оценка проведена по показателям численности и биомассы зоопланктона. Высокая прозрачность озера (0.9 м), значительное содержание кислорода (9.3-9.6 мг/дм3), низкие значения БПК5 (1.1-1.6 мг О2/дм3) в совокупности с большим количеством зоопланктона (табл. 2) и низким уровнем продуктивности зообентоса (Жукова, Безматерных, 2010), позволяют дать интегральную оценку качества воды -"чистая" (О^-мезосапробная) (Жукинский и др., 1976; Шитиков и др., 2003). Индекс видового разнообразия Шеннона колебался от 1.59 до 2.13 бит (табл. 4). Озеро ß-мезотрофное. Высокая доля представленности эврибионтных видов, в совокупности с невысоким видовым разнообразием позволяет предположить неустойчивое состояние экосистемы.
Оз. Полонское. Озеро представляет собой давно отчленившийся пойменный рукав р. Ишим, площадью около 0.2 км2. На остальной акватории активно развивались заросли рдестов (P. perfoliatus, P. pectinatus), роголистника C. demersum, элодеи E. canadensis, шелковника (Batrachium trichophyllum) и телореза S. aloídes. В толще воды была широко распространена L. trisulca (Зарубина, 2012). Дно песчано-илистое с детритом, значительно засоренное щебнем и угольной пылью. Пояс тростников и рдеста выражен незначительно за счет узкой литорали. В зоопланктоне обнаружен 31 вид (табл. 3). Преобладали веслоногие ракообразные Thermocyclops oithonoides G.O. Sars, в прибрежье значительной численности достигла S. crystallina. Судя по индексу сапробности Пантле и Букка, вода в озере умеренно загрязненная, водоем ß-мезосапробный (табл. 4). В данном озере наблюдался трансформированный зоопланктоценоз, основой которого являются несколько эврибионтных форм, а стенобионты встречаются единично, как правило, в литоральной зоне. По индексу Мяэметса озеро мезотрофное, а по шкале Китаева а-эвтрофное.
Оз. Ситово. Озеро мелководное, максимальная глубина не превышает 1 м. Грунт черный жидкий илистый, значительная часть озера заросла урутью M. sibiricum и шелковником B. trichophyllum, много ряски L. trisulca (Зарубина, 2012). Количественные показатели зоопланктона невысокие (табл. 2), в его составе обнаружено 32 вида (табл. 3). Доминировали веслоногие рачки M. leuckarti и коловратки Brachionus angularis Gosse, Polyarthra minor Voigt, K. quadrata. Ветвистоусых рачков мало, крупных фильтрующих фитофильных форм не отмечено. В целом зоопланктон представлен эвритопными формами. Водоем ß-мезосапробный, умеренно загрязненный (табл. 4). Биоценоз многовидовой, но с явным доминированием двух-трех ß-мезосапробных видов. По индексу трофности Мяэметса озеро эвтрофное, а по шкале Китаева - а-олиготрофное. Наблюдается несоответствие качественных и количественных показателей. Преобладание циклопов и коловраток свидетельствует в пользу происходящих процессов эвтрофирования (Мяэметс, 1980; Лазарева, 2010).
Оз. Пёстрое. Высокая прозрачность воды, почти везде видно дно. Литораль слабо выражена, вдоль берега узкая полоса тростника в литорали отмечены заросли урути. На дне черный жидкий ил. В зоопланктоне выявлен 21 вид (табл. 3), по численности доминировали циклопы M. leuckarti и коловратки K. quadrata, а основу биомассы составила D. pulex. Водоем ß-мезосапробный, умеренно загрязненный (табл. 4). Низкие значения (1.59 бит) индекса видового разнообразия Шеннона свидетельствуют о нарушении структуры сообщества. Основой биоценоза являются эврибионтные формы с 1-2 доминантами. По составу индикаторов озеро эвтрофное, а по количественным
показателям - ß-мезотрофное.
Оз. Аралькино - пойменный водоем петлеобразной формы, площадью около 0.05 км2. Вода на всех участках прозрачна до дна. Дно илистое. Вдоль берега заросли рогоза T. angustifolia с включениями частухи подорожниковой (Alisma plantago-aquatica), стрелолиста (Sagittaria sagittifolia) и сусака зонтичного (Butomus umbellatus). В центральной части озера отмечены заросли роголистника C. demersum, рдестов (P. perfoliatus, P. pectinatus), часто встречались уруть (M. sibiricum) и пузырчатка (Utricularia vulgaris). Площадь зарастания составила 80-85% (Зарубина, 2012). В зоопланктоне зарегистрировано 35 видов, характерно высокое видовое разнообразие коловраток (табл. 3). При высокой численности зоопланктона биомасса невелика (табл. 2), поскольку доминировали науплиальные и копеподитные стадии небольшого веслоногого рачка T. oithonoides. Отмечен многовидовой биоценоз со стабильными доминантами, основой которого являются эврибионтные мелкие формы A. priodonta, K. quadrata, C. quadrangula и B. longirostris. Следует отметить, что в момент исследования в озере не зарегистрированы представители семейства Diaptomidae, которые по мнению ряда исследователей выпадают из сообщества при росте органического загрязнения (Лазарева, 2010). По индексу сапробности Пантле и Букка озеро характеризуется как ß-мезосапробное, умеренно загрязненное (табл. 4). Трофический статус водоема а-мезотрофный.
Оз. Имантау - крупный, глубокий олиготрофный водоем (табл. 1 и 4). В литоральной зоне грунт щебнистый, на глубине - серый ил. Литораль выражена слабо. Зоопланктон представлен 21 видом (табл. 3). Видовой состав характерен для пелагиали крупных пресных озер юга Западной Сибири (Ермолаева, 2010). Доминировали эврибионты M. leuckarti, C. kolensis, D. longispina, Keratella quadrata dispersa Carlin. Следует отметить развитие коловратки Kellicottia longispina (Kellicott), характерной для чистых водоемов. По индексу Пантле и Букка озеро ß-мезосапробное, умеренно загрязненное (табл. 4). В озере наблюдался устойчивый биоценоз, основой которого являются эврибионтные формы. В планктоне обнаружены свободно плавающие самцы жаберного паразита рыб Ergasilus sieboldi Nordmann (Змерзлая, 1972; Казаченко, Титар, 1980). В период исследования его численность доходила до 100 экз./м3, что несомненно снижает рыбохозяйственное значение озера.
Оз. Улыколь - крупный водоем (табл. 1). На дне заиленный песок. Вдоль западного берега развитый пояс тростника со сплавинами, на всей литорали обширные заросли урути. В зоопланктоне отмечено 13 видов, из них только два вида коловраток (табл. 3). Показатели численности и биомассы для равнинных озер Казахстана невысоки (табл. 2). Доминировали эврибионты C. kolensis, C. strenuus, D. longispina. Водоем характеризуется как ß-мезосапробный, умеренно загрязненный, а-мезотрофный (табл. 4). Зоопланктоценоз трансформирован, сообщество неустойчивое. Наибольшее видовое разнообразие наблюдается среди тростниковых сплавин, а в середине озера зоопланктон малочислен и представлен всего 5 видами.
Оз. Узынкель. Более 90% площади дна зарастает макрофитами, по большей части рдестами. Дно илистое. Численность и биомасса зоопланктона достаточно высоки (табл. 2). В составе сообщества зарегистрировано 30 видов, отмечено очень высокое видовое богатство ветвистоусых и коловраток (табл. 3). Только в этом озере обнаружено 15 видов коловраток и 10 видов ветвистоусых рачков. Доминировали эврибионты M. leuckarti, Ch. sphaericus, K. quadrata. По индексу Пантле и Букка водоем характеризуется как ß-мезосапробный, умеренно загрязненный (табл. 4). Высокие индекс видового разнообразия Шеннона (2.48 бит) и количество стенобионтных видов (10 из 30) свидетельствуют о том, что сообщество зоопланктона достаточно устойчиво, признаков нарушения не наблюдается. По составу зоопланктона озеро эвтрофное.
Оз. Кубыш. На дне плотный серый ил и слой детрита. В литоральной зоне заросли рдестов (P. perfoliatus, P. pectinatus), урути (M. sibiricum) и роголистника (C. demersum), переплетенные кладофорой (Зарубина, 2012). Озеро подвергается сильному антропогенному прессу, поскольку непосредственно в водоохраной зоне находится село с крупными подсобными хозяйствами: выпас скота, водоплавающая птица, забор воды на полив, занос почвы с распаханных полей. Обнаружено 19 видов зоопланктона, отмечено невысокое видовое богатство всех трех групп при сравнительно высокой численности и биомассе (табл. 2, 3). Доминировали эврибионты M. leuckarti, Br. angularis, K. quadrata. Водоем характеризуется как ß-мезосапробный, умеренно загрязненный, а-мезотрофный (табл. 4). Низкое видовое разнообразие и явное преобладание небольшого количества эврибионтных
видов характеризует биоценоз озера как трансформированный и неустойчивый.
Обсуждение результатов
Как показали многолетние исследования зоопланктонных сообществ малых озер юга Западной Сибири, расположенных в сходных условиях, видовое разнообразие зоопланктона начинает устойчиво снижаться при минерализации выше 3.0 г/л (Ермолаева, 2008, 2010). Для зоопланктона исследованных озер именно данный уровень предлагается использовать в качестве хорогалинной зоны. При пересечении этой границы методики определения трофности и сапробности, основанные на индикаторных видах, теряют свою индикаторную значимость, и закономерности изменения видового состава гидробионтов начинают преимущественно определяться уровнем содержания солей в воде (Гусаков, Гагарин, 2012). Таким образом, для озера Большой Таранколь уровень сапробности по видовому составу зоопланктона определить затруднительно. Для озер Лебяжье, Горькое, Улькенжарма индекс Пантле и Букка является показательным, поскольку видовое богатство зоопланктона в этих озерах не ниже средних показателей для олигогалинных озер (13-37 видов на пробу) и в составе зоопланктона отмечается значительное количество стенобионтных индикаторных видов.
В настоящий момент большинство исследованных нами озер находятся в состоянии экологического неблагополучия. Это может быть обусловлено как естественными причинами (эвтрофная стадия сукцессии, периодические заморы, изменение водного режима), так и повышенным антропогенным воздействием (Крупа, 2010; Новикова и др., 2011)). Большинство водоемов находятся рядом с достаточно крупными селами, либо среди распаханных полей. Отметим, что большая часть исследованных озер, за исключением Пестрого и Лебяжьего, обладают достаточно высоким потенциалом самоочищения, поскольку показатели видового разнообразия фильтрующих организмов в них достаточны для самостоятельного восстановления экосистемы. Буферная емкость озерных систем тем меньше, чем меньше объем котловины (Алимов, 2000). В настоящее время уже и крупные озера требуют проведения ряда восстановительных мероприятий, хотя бы в виде ограничения поступления органической нагрузки.
Наиболее низкие количественные показатели, как и наименьшее видовое разнообразие зоопланктона, отмечены в сравнительно недавно образовавшихся старичных озерах. Они, возможно, имеют связь с рекой во время высоких паводков, что мешает стабилизации лимнического комплекса зоопланктона. Озера Полковниково, Горькое, Улыколь и Лебяжье отличаются сильно обедненным видовым составом зоопланктона. В оз. Горькое это можно объяснить повышенным (>3 г/дм3) уровнем минерализации воды, при котором развиваются только эврибионтные виды и галофилы. В остальных трех озерах нарушение зоопланктонного ценоза объясняется повышенным антропогенным воздействием. Озера достаточно крупные, с обширной литоралью, хорошо прогреваются, имеют значительные заросли макрофитов (площадь зарастания от 8 до 25%): тростники, рдесты, роголистник, уруть (Зарубина, 2012). Однако, фитофильные группировки зоопланктона в этих озерах не развиваются. Доминирующей группой по численности и биомассе, в них были циклопоидные копеподы, что служит дополнительным показателем загрязнения водоема (Иванова, 1976).
Во всех изученных озерах видовое богатство зоопланктона в зарослевой зоне выше, чем в открытой пелагиали, что характерно для небольших неглубоких водоемов (Китаев, 1984). Озера с более развитой зарослевой зоной и разнообразием растительных ассоциаций отличаются сложной видовой структурой зоопланктона, максимальное число видов отмечается в наиболее плотных и обширных растительных ассоциациях. В озерах с большой площадью акватории доминирует комплекс пелагических видов. Малая глубина большинства исследованных озер и интенсивное ветровое перемешивание воды способствуют выносу некоторых фитофильных видов в пелагическую зону, при безветренной погоде фитофилы преобладают в прибрежье.
В настоящее время наибольшее влияние на малые водоемы оказывает освоение их водосборов. Главными последствиями антропогенного преобразования водосборов и озер являются процессы эвтрофирования и токсификации (Крупа, 2010). Основным негативным процессом для малых озер служит антропогенное эвтрофирование, обусловленное сельскохозяйственным использованием водосборов. Распашка земель, интенсивный выпас скота, разведение водоплавающей птицы
неизбежно приводят к повышению потоков органического вещества, поступающего в озеро. Водоохранные зоны, как правило, не соблюдаются. По классификации О.П. Оксиюк с соавторами (1993) качество вод озер соответствует III классу.
Видовой состав зоопланктона исследованных озер Северо-Казахстанской области сходен с таковым водоемов равнинной части Алтайского края (Веснина, 2002) и юга Западной Сибири (Ермолаева, 2010). В описаниях лимнических систем Центрального и Южного Казахстана как фоновые виды фигурируют Daphnia galeata G. O. Sars, Diaphanosoma lacustris Korinek, Acanthocyclops trajani Mirabdullayev & Defaye (Крупа, 2010). В рассмотренных 16-ти озерах данные виды не отмечены, они не обнаружены также в водоемах соседних с Северо-Казахстанской областью (Малиновская, 1961; Диканская, 1972; Аубакирова, 2010). Возможно, эти различия объясняются климатическими факторами, обусловливающими ареалы расселения видов.
Выводы
В исследованных 16 озерах выявлено 108 видов зоопланктона, из них Rotatoria - 54 вида (50%), Oadocera - 28 (26%) и Copepoda - 26 видов (24%).
Видовой состав зоопланктона обедняется при росте минерализации выше 3 г/дм3. Пресноводные виды замещаются галофильными, при этом показатели численности и биомассы, как правило, возрастают.
При повышении уровня сапробности видовой состав зоопланктона так же обедняется за счет выпадения стенобионтных видов.
Доминирующий комплекс зоопланктона, как правило, образуют 4-5 видов, главным образом, веслоногих и коловраток. Наиболее часто доминируют M. leuckarti, C. kolensis, C. strenuus, E. graciloides, Br. angularis, K. quadrata, D. longispina, Ch. sphaericus, C. quadrangula, B. longirostris.
Численность (32-1120 тыс. экз./м3) и биомасса (0.9-27.4 г/м3) зоопланктона довольно высоки. В целом, исследованные озера Северного Казахстана характеризуются как высококормные водоемы для планктоноядных рыб.
По величине индекса Шеннона наиболее нарушенными являются сообщества зоопланктона в озерах Полонское, Пёстрое и Кубыш, что связано с интенсивным эвтрофированием этих водоемов
По значениям индекса сапробности Пантле и Букка воды всех озер находились в пределах ß-мезосапробной зоны (класс III качества вод). Самые низкие показатели сапробности отмечены для озер Питное, Имантау и Улыколь. Четыре исследованных озера Полковниково, Питное, Полонское и Узынкель по характеристикам зоопланктона соответствуют эвтрофному типу. Пять озер Рявкино, Ближнее Долгое, Улькенжарма и Имантау по совокупности показателей скорее олиготрофные. Остальные семь озер относятся к мезотрофным.
Отдельную опасность для рыбного хозяйства представляет высокое распространение в озере Имантау паразита рыб копеподы Ergasilus sieboldi Nordmann.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Алимов А.Ф. 2000. Элементы теории функционирования водных экосистем. СПб: Наука. 147 с.
Аубакирова Г.А. 2010. Биоресурсы средних озер Акмолинской и Костанайской областей Северного Казахстана.
Автореф. дисс. ... к.б.н. Новосибирск. 20 с. Жукова О.Н., Безматерных Д.М. 2010. Зообентос озер Северо-Казахстанской области // Мир науки, культуры,
образования. № 6-2. С. 277-281. Веснина Л.В. 2002. Зоопланктон озерных экосистем равнины Алтайского края. Новосибирск: Наука. 158 с. Гусаков В.А., Гагарин В.Г. 2012. Состав и структура мейобентоса высокоминерализованных притоков озера
Эльтон // Аридные экосистемы. Т. 18. № 4. С. 45-54. Диканская А.Г. 1972. Зоопланктон озёр Кургальджинской системы (Целиноградской области Каз ССР).
Автореф. дисс. ... к.б.н. Алма-Ата. 34 с. Долматова Л.А. 2011. Особенности гидрохимического режима среднего течения р. Ишим и озер его бассейна //
Мир науки, культуры, образования. № 1. С. 347-351. Ермолаева Н.И., Двуреченская С.Я. 2007. Индикаторное значение различных групп зоопланктона лимнических систем Западной Сибири // Сборник материалов международной конференции "Биоиндикация в мониторинге пресноводных экосистем". СПб.: ЛЕМА. С. 217-221
Ермолаева Н.И., Ядрёнкина Е.Н. 2008. Влияние ледового режима на зоопланктон малых озер юга Западной Сибири // Современное состояние водных биоресурсов: Материалы междунар. конф. Новосибирск: Агрос. С. 52-55.
Ермолаева Н.И. 2010. Зоопланктон // Биоразнообразие Карасукско-Бурлинского региона (Западная Сибирь). Новосибирск: Наука. C. 105-123.
Жукинский В.Н., Оксиюк О.П., Цееб Я.Я., Георгиевский В.Б. 1976. Проект унифицированной системы для характеристики континентальных водоемов и водотоков и ее применение для анализа качества вод // Гидробиологический журнал. Т. XII. № 2. С. 103-115.
Зарубина Е.Ю. 2012. Характеристика современного состояния водных экосистем Северо-Казахстанской области (республика Казахстан) по макрофитам // Вестник Казахского национального университета. Серия экологическая. № 1 (33). С. 175-179.
Змерзлая Е.И. 1972. Ergasilus sieboldi Nordmann, 1832, его развитие, биология и эпизоотическое значение // Паразиты и болезни рыб в озерах северо-запада РСФСР // Известия ГосНИОРХ. Т. 80. С. 132-176.
Иванова М.Б. 1976. Влияние загрязнения на планктонных ракообразных и возможность их использования для определения степени загрязнения рек // Методы биологического анализа пресных вод. Л.: ЗИН РАН СССР. С. 68-80.
Казаченко В.Н., Титар В.М. 1980. Географическое распространение паразитических копепод, встречающихся у рыб с обширным ареалом // IX Конференция Украинского республиканского общества паразитологов. Ч. 2. Киев: Наукова думка. С. 107-108.
Китаев С.П. 1984. Экологические основы биопродуктивности озер разных природных зон. М.: Наука. 207 с.
Крупа Е.Г. 2010. Структура зоопланктона экологически разнотипных водоемов и водотоков Казахстана. Автореф. дисс. ... д.б.н. Алматы. 38 с.
Лазарева В.И. 2010. Структура и динамика зоопланктона Рыбинского водохранилища. М.:КМК. 184 с.
Малиновская А. С. 1961. Роль фактора солёности в распределении ветвистоусых рачков в озёрах Северного Казахстана // Труды конференции по рыбному хозяйству республик Средней Азии и Казахстана. Фрунзе: Изд-во АН Киргизской ССР. С. 195-201.
Мяэметс А.Х. 1980 Изменения зоопланктона // Антропогенное воздействие на малые озера. Л.: Наука. С.54-64.
Новикова Н.М., Волкова Н.А., Уланова С.С., Шаповалова И.Б., Вышивкин А.А. 2011. Ответные реакции экосистем на изменение водного режима территорий в степной зоне // Аридные экосистемы. Т. 17. № 3. С. 38-48.
Оксиюк О.П., Жукинский В.Н. Брагинский Л.П., ЛинникГ.Н., Кузьменко М.И., Кленус В.Г. 1993. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши // Гидробиологический журнал. Т. 29. Вып. 4. С. 62-76.
Поползин А.Г. 1965. Зональная типология озер юга Обь-Иртышского бассейна // Вопросы гидрологии Западной Сибири. Новосибирск: Зап-Сиб. кн. изд-во. С. 13-42.
Розенберг Г.С. 2010. Информационный индекс и разнообразие: Больцман, Котельников, Шеннон, Уивер // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. Т. 19. № 2. С. 4-25.
Шитиков В.К., РозенбергГ.С., Зинченко Т.Д. 2003. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАН. 463 с.
Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. 2005. Количественная гидроэкология: методы, критерии, решения: в 2-х кн. М.: Наука. Кн. 1. 281 с.; Кн. 2. 337 с.
SOME RESULTS OF STUDY OF FRESHWATER ZOOPLANKTON IN OLIGOHALINE
LAKES OF NORTHERN KAZAKHSTAN
© 2013. N.I. Yermolaeva
Institute for Water and Environmental Problems of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences Russia, 630090Novosibirsk, Morskoypr., 2. Е-mail: [email protected]
The article presents the data of the reconnaissance survey of the ecological condition of 16 lakes in the North-Kazakhstan region The purposes of this study was to evaluate the ecological status and the level of saprobity of water bodies by methods of bioindication. Present data on the saprobic indices, the species composition and quantitative parameters of zooplankton of lakes. A separate risk to fisheries is a high parasite infestation of individual lakes Ergasilus sieboldi Nordmann. Key words: zooplankton, lake ecology, bioindication, saprobity.
