CC BY
43
УДК [581.526.325:591.524.12X262.81)
В. Ф. Зайцев, Н. А. Саркисян, Р. И. Умербаева
СОСТОЯНИЕ ПЛАНКТОННЫХ СООБЩЕСТВ В ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ СЕВЕРНОГО КАСПИЯ
Введение
Формирование флоры и фауны Каспийского моря тесным образом связано с прежней геологической историей водоема. Прекращение ранее бывшего соединения Каспийского моря с Азовским по Кумо-Манычской впадине, неоднократные изменения солевого режима водоема, установление соединения в более позднее время между Черным и Средиземным морями через Босфор и Дарданеллы оказали сложнейшее влияние на состав населения моря. Реконструкция природы и народного хозяйства внесли значительные изменения в жизнь Каспийского моря. По судоходному Волго-Донскому каналу вместе с судами проникли в разное время и проникают до сих пор многие планктонные и бентосные организмы [1]. Тем не менее Каспийское море было и остается основным местом обитания уникальной флоры и фауны, ведущей свое начало от древней морской третичной фауны, претерпевшей ряд изменений под влиянием неоднократной смены солености в процессе эволюции водных бассейнов на месте современного Каспийского моря [2].
Исследования количественного и качественного состава фито- и зоопланктона
Вопросы изменения состава планктона Каспия, особенно в связи с наблюдавшимися изменениями гидролого-гидрохимического режима моря, представляют научный интерес.
В связи с этим было проведено изучение развития планктонных сообществ в западной части Северного Каспия в период с 1998 по 2010 г. Исследованиями были охвачены главным образом зона свала глубин и приглубая зона.
Качественный и количественный состав фитопланктона. Видовой состав фитопланктона на изученной акватории в период проведения исследований был качественно разнообразен. Весной фитопланктон насчитывал 136, летом - 315, осенью - 265 таксонов за весь период наблюдений. Наибольшее видовое разнообразие отмечалось в составе диатомовых водорослей -39-47 % общего количества видов (рис. 1). В количественном отношении фитопланктон развивался в разные годы и сезоны с разной интенсивностью.
100 % 80 % 60 % 40 % 20 % 0 %
Весна
Лето
Осень
□ - золотистые L - зеленые
■ - эвгленовые L - пирофитовые
□ - диатомовые
□ - синезеленые
Рис. 1. Качественный состав фитопланктона в западной части Северного Каспия
в разные сезоны года
Весной ведущее место по числу видов принадлежало диатомовым водорослям - 35-45 % общего числа видов. Из них в массе развивались Cyclotella menenghiniana, Actinocyclus ehrenbergii, Diatoma elongatum, виды рода Fragilaria. На долю зеленых водорослей приходилось 23-29 %. Среди них по численности доминировали виды рода Binuclearia, по массе - Spirogyra sp., Dictyospharium pulchellum, Mougeotia sp. На третьем месте по числу видов стояли синезеленые водоросли - 18-20 %. Ведущими видами были Merismopedia punctata, Oscillatoria sp., Apha-nizomenon flos-aguae. Пирофитовые и эвгленовые были представлены меньшим числом видов. В среднем за весенний период численность растительных клеток составляла 160 млн экз./м3, а биомасса в основном не превышала 0,5 г/м3.
Наиболее разнообразным фитопланктон был в июне. В этот период качественный состав водорослей в обследованном районе в разные годы был представлен 159-184 таксонами. Как и в весенний период, доминировали диатомовые и зеленые водоросли. Массовые виды весеннего фитопланктона занимали ведущее положение и в июне. Кроме них, в летний сезон обильным развитием выделялись виды рода Stephanodiscus. Главенствующее положение по массе занимала морская крупноклеточная водоросль R. calcar-avis, которая составляла 56 % общей биомассы диатомовых и 30 % общей массы фитопланктона. В летнем фитопланктоне в небольших количествах встречались: из групп пирофитовых - Exuviaella cordata, золотистых - Dinobryon sertularia, эвгленовых - Euglena acus и виды рода Trachelomonas. В конце лета из состава фитопланктона «выпадают» некоторые виды водорослей, в связи с чем он становится качественно беднее по сравнению с началом лета.
За весь период летних наблюдений наиболее интенсивное развитие фитопланктона наблюдалось в 1998 г., при интенсивном развитии таких диатомовых, как A. ehrenbergii и R. calcar-avis. Самые низкие летние величины этих показателей отмечались в 2006 г., при этом главенствующее положение по числу и массе растительных клеток занимали пирофитовые водоросли. Их представители - Gymnodinium variabile, E. cordata и Prorocentrum scutellum формировали количественные показатели не только этой группы (70 %), но и всего фитопланктона в обследованной части моря (45%).
В сентябре число видов фитопланктона в районе исследований продолжало оставаться высоким (в разные годы - от 86 до 141 вида). Доминирующее положение по числу клеток занимали зеленые (B. lauterbornii), синезеленые (Oscillatoria sp., M. punctata) и диатомовые (A. ehrenbergii, R. calcar-avis).
К концу осени в этом районе происходило некоторое обеднение качественного состава фитопланктона. По количеству клеток массовыми оставались зеленые и диатомовые водоросли. Численность синезеленых водорослей, от сентября к ноябрю, на обоих полигонах уменьшалась. Биомассу по-прежнему формировала R. calcar-avis, доля которой от лета к осени возрастала с 30 до 60 % общей биомассы фитопланктона. За счет развития этой крупной диатомеи масса водорослей оставалась высокой.
Количественные показатели от лета к осени изменялись в зависимости от интенсивности вегетации определенных видов водорослей. Если летом численность и массу растительных клеток формировали мелкоклеточные диатомовые водоросли, то в осенний период по числу клеток преобладал синезеленый и зеленый фитопланктон, по массе - диатомовый. Численность и биомасса фитопланктона осенью в обследованном районе изменялись в большом диапазоне. Их средние величины изменялись по годам от 12,4 до 386,9 млн экз./м3, биомасса - от 69,9 до 1 703,5 мг/м3. Наименьшее количество водорослей в планктоне отмечалось в 2008 г., при этом ведущими по числу и массе клеток были диатомовые водоросли - C. meneghiniana и Chaetoceros pendulus. В целом наибольшая плотность растительных клеток наблюдалась в летний период (рис. 2).
1 000 800 600
400 200 0
Весна Лето Осень
Рис. 2. Сезонная динамика численности и биомассы фитопланктона в западной части Северного Каспия:
□ - численность, млн экз./м3; □ - биомасса, мг/м3
Весной и осенью количественные показатели развития фитопланктона в большинстве своем были ниже летних, но также характеризовались высокой интенсивностью развития. Масса водорослей в течение всего периода исследований зависела от развития крупноклеточной диатомовой водоросли R. calcar-avis, численность - от мелкоклеточных зеленых водорослей B. lauterbornii иM. punctata.
Качественный и количественный состав зоопланктона. Зоопланктон в 1998-2010 гг. был представлен традиционными для Каспия группами, состоящими из простейших, коловраток, ветвистоусых и веслоногих рачков, личинок двустворчатых моллюсков (рис. 3).
Coelenterata 2 % Bivalvia (larvae)
2 %
Ostracoda 1 %
Cirripedia 1 %
Copepoda 19 %
Varia
Protozoa
Rotatoria 31 %
г
Cladocera 18 %
а
Bivalvia Coelenterata (larvae) _ 1 %
1 %
Ostracoda 1 %
Cirripedia 2 %
Copepoda 14 %
Cladocera 31 %
Ctenophora Varia Protozoa 1 % _ я »/„ 8 %
1 W i _Hydrozoa
1 %
Rotatoria 31 %
6
Ctenophora Coelenterata —v 1 % Bryozoa
2 % \ Л 1 %
Bivalvias (larvae)
1 %
Decapoda 1 %
Cirripedia 2 %
Copepoda 16 %
Varia 12 %
Protozoa 9 %
fydrozoa 1 %
Rotatoria 26 %
Cladocera 28 %
в
Рис. 3. Видовой состав зоопланктона в западной части Северного Каспия
в разные сезоны года
В апреле в обследованном районе видовой состав отличался большим разнообразием (43 вида) за счет представителей пресноводного и эвригалинного комплексов. Количественные показатели развития планктона в большинстве случаев имели невысокие величины, составляя в среднем 53,2 мг/м3. Основу зоопланктона составляли личинки моллюсков, балянуса и коловратки.
В мае при повышении температуры воды активность развития организмов зоопланктон-ного сообщества возросла. От апреля к маю численность и биомасса организмов увеличились соответственно более чем в 10 и 30 раз. Видовой состав зоопланктона в мае пополнялся теплолюбивыми видами коловраток, ветвистоусых рачков, простейших. По сравнению с апрелем количество видов возросло на 37 %. Качественно и количественно преобладали коловратки. Среди них лидировала крупная Asplanchna priodonta.
В июне зоопланктон оказался более разнообразным и насчитывал в разные годы от 63 до 80 видов. Количественные показатели в развитии планктона были ниже, чем майские. Основу зоопланктона составляли коловратки и ветвистоусые рачки. Из группы коловраток лидировали A. priodonta и Brachionus diversicornis, среди ветвистоусых раков Bosmina longirostris.
В конце лета качественный состав зоопланктона на обследованной акватории моря включал в себя меньшее количество видов по сравнению с началом лета - до 15-47 видов. Кроме этого, отмечено снижение и количественных показателей развития планктонных животных в этой части моря в августе 2005-2010 гг. по сравнению с июнем 1999-2003 гг. почти на порядок, при этом следует отметить доминирование в последние годы веслоного рачка Acartia, который в отдельные годы составлял 80 % численности и биомассы всех животных. Среди временно планктонных форм в планктоне в значительных количествах встречались личинки усоно-го рачка Balanus.
Осенью на обследуемой акватории в отдельные годы их число колебалось от 10 до 87 видов и разновидностей. Наибольшим качественным разнообразием отличались ветвистоусые рачки, коловратки и веслоногие раки. Остальные группы животного планктона имели небольшое число видов.
В течение всех лет исследований основу зоопланктона составляли организмы пресноводного или слабосолоноватоводного комплексов. Основу коловраточного планктона составила крупная особь A. priodonta, в среднем сформировавшая около 30 % численности и более 80 % биомассы всей группы. По значимости на втором месте после асплянхны стояли мелкие панцирные коловратки - Keratella tropica, на которых пришлось более 20 % численности всех коловраток. У ветвистоусых рачков доминировала B. longirostris - более 60 % численности и биомассы всех Cladocera. Вторым многочисленным видом явилась Podonevadne trigona typica. Среди веслоногих раков преобладала Acartia, составлявшая более 30 % численности и биомассы всех копепод. В группе личинок донных животных наиболее интенсивно развивались личинки моллюсков.
Общая численность зоопланктона осенью в разные годы изменялась в широком диапазоне величин, варьируя от тысяч до сотен тысяч экземпляров и от десятков миллиграмм до граммов в 1 м3. Следует отметить, что осенью при формировании количественных показателей развития зоопланктона в 1998-2003 гг. первостепенное значение имели коловратки, далее в порядке убывания их значимости шли веслоногие и ветвистоусые раки. С 2005 г. на акватории исследований произошли количественные изменения в развитии зоопланктона. В отличие от прежних лет развитие в планктоне коловраток и ветвистоусых осенью, как и летом, находилось на низком уровне. Преобладали веслоногие, в большей степени - Acartia. Она являлась доминантом зоопланктона и была распределена по всей обследованной акватории, а максимальные ее скопления в последние годы в основном сосредотачивались в приглубой зоне западной части Северного Каспия.
Заключение
Резюмируя результаты исследований планктонных сообществ, следует отметить качественное разнообразие фито- и зоопланктона. Из всего многообразия водорослей, встреченных в эти годы, постоянным являлся определенный набор водорослей. Интенсивность их вегетации влияла на формирование численности и биомассы фитопланктона в этом районе. В составе зоопланктона произошла смена доминантов, определяющих количественное развитие зоопланктона. В последние годы на всей обследованной акватории преобладала Acartia на разных стадиях развития.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шлямин Б. А. Каспийское море. - М.: Географгиз, 1954. - 128 с.
2. Иванов В. П., Сокольский А. Ф. Научные основы стратегии защиты биологических ресурсов Каспийского моря от нефтяного загрязнения. - Астрахань: Изд-во КаспНИРХ, 2000. - 180 с.
Статья поступила в редакцию 28.02.2011
CONDITION OF PLANKTON COMMUNITIES IN THE WESTERN PART OF THE NORTHERN CASPIAN
V. F. Zaitsev, N. A. Sarkisyan, R. I. Umerbaeva
The data of the investigations of the qualitative and quantitative composition of phyto- and zooplankton during the period of 1998-2010 in the western part of the Northern Caspian are given. It is stated that a certain group of seaweeds remained constant, at the same time the intensity of their vegetation influenced the formation of phytoplankton in this area. In zooplankton there was a change of dominants that define quantitative development of zooplankton.
Key words: the Northern Caspian, phytoplankton, zooplankton, species composition, number, biomass.
