Многолетняя и сезонная динамика зоопланктона открытой части Южного Байкала | Вестн. Том. гос. ун-та. 2009. № 327.

Многолетняя и сезонная динамика зоопланктона открытой части Южного Байкала

Проведен анализ динамики численности и структуры зоопланктона пелагиали Южного Байкала в период с 1997 по 2007 г. Наблюдения за состоянием зоопланктона на протяжении ряда лет позволяет судить об устойчивости экосистемы озера, а зоопланктон играет одну из ключевых ролей в функционировании этой системы

Perennial and seasonal dynamics of zooplankton in the open part of South Baikal.pdf Байкал - один из величайших водоемов в мире, крупнейший природный резервуар пресной воды. Озе-ро находится на юге Восточной Сибири. В форме мо-лодого лунного диска Байкал вытянулся с юго-запада на северо-восток между 55°47' и 51°28' с.ш. и 103°43' и 109°58' в.д. Длина озера 636 км, площадь водной по-верхности составляет 31,5 тыс. км². Расположен Байкал на высоте 455,7 м над ур. м. Длина береговой линии около 2 000 км. Более половины длины береговой ли-нии озера находится под охраной [1].Материал и методика исследованийМатериалом для исследования послужили данные круглогодичных, еженедельных (за исключением вре-мени становления и вскрытия ото льда) сборов проб сетного зоопланктона. Станция отбора проб (ст. № 1) располагается в открытой части Южного Байкала, на расстоянии 2,7 км от западного берега (51º54'195 с.ш.; 105º4'235 в.д.) над глубиной около 800 м против посел-ка Большие Коты. Орудием лова служила планктонная сеть Джеди (диаметр входного отверстия 37,5 см, раз-мер ячеи 100 мкм) [1, 2]. Облавливали слой 0-500 по следующим фракциям: 500-250, 250-150, 100-50, 50-25, 25-10, 10-0 м. В данной работе проведен анализ проб зоопланктона слоя 0-25 м. Температуру воды из-меряли при отборе проб фитопланктона встроенным в батометр ртутным термометром на горизонтах 0, 5, 10, 25, 50, 100, 150, 200 и 250. При расчетах в работе ис-пользовали средневзвешенное значение температурыслоя 0-25, которое рассчитывали по формуле взвешен-ной арифметической средней [3]. Камеральную обра-ботку проводили по стандартным методикам [2, 4]. При определении видов пользовались работами [5-7]. Всего обработано и проанализировано 720 проб.Сезонная динамика развития зоопланктона рассмат-ривается по М.М. Кожову: ранняя весна (подледный пе-риод - февраль, март, апрель), поздняя весна (переходный период - май, июнь), раннее лето (июль-первая половина августа), позднее лето (вторая половина августа - сен-тябрь), осень (октябрь - ноябрь) и зима (декабрь - ян-варь) [1]. Для выделения структурообразующего ком-плекса использовалась функция рангового распределения обилия видов [8]. Нижняя граница относительной чис-ленности вида принималась более 5%. Динамика сезон-ной структуры зоопланктона рассмотрена на примере 1998 г., который был обычным по температурному режи-му (4,5±0,6о), и 2002 г. (6,6±0,9о) - наиболее теплого.Результаты исследований и их обсуждениеМноголетняя динамика зоопланктонаВ зоопланктоне открытой части Южного Байкала за период наблюдений выявлено 18 видов коловраток, 2 ветвистоусых и 4 веслоногих ракообразных (табл. 1).Байкальские эндемики представлены веслоногим Epischura baicalensis и коловратками: Synchaeta pachy-poda, Synchaeta pachypoida, Notholca grandis, Notholca intermedia, Euchlanis ligulata.Видовой состав коловраток и низших ракообразных открытой пелагиали Южной части БайкалаТ а б л и ц а 1ТаксонЮжный Байкал ЗимаВеснаЛетоОсень ранняяпоздняяраннеепозднее 1234567Тип RotiferaКласс Eurotatoria De Ridder, 1957Подкласс Eurotatoria Bartos, 1959Надотряд Eurotatoria Markevich, 1990Отряд Saeptiramida Markevich, 1990Семейство Synchaetidae Hudson et Gosse, 1886Synchaeta pachypoda Jaschnov, 1922++++--Synchaeta pachypoida Kutikova et Vassiljeva, 1982++++--Synchaeta sp.++++--Synchaeta sp. sp.++++--Polyarthra dolichoptera Idelson, 1925----+-Отряд Saltiramida Markevich,1990Семейство Asplanchnidae Eckstein, 1883Asplanchna herricki Guerne, 1888-+++++A. priodonta Gosse, 1850-+++++Отряд Transversiramida Markevich, 1990Семейство Euchlanidae Ehrenberg, 1838202О к о н ч а н и е т а б л. 1123 4567Euchlanis ligulata Kutikova et Vassiljeva, 1982--++++Семейство Brachionidae Ehrenberg, 1838Brachionus urceus (Linnaeus, 1758)----++Keratella cochlearis (Gosse, 1851)++++++K. quadrata (Müller, 1786)++++++Kellicottia longispina (Kellicott, 1879)++++++Notholca grandis Voronkov, 1917++++--N. intermedia Voronkov, 1917++++--N. baicalensis Jaschnov, 1922-++---Семейство Conochilidae Harring, 1913Conochilus unicornis Rousselet, 1960--++++Семейство Filiniidae Bartos, 1959Filinia terminalis (Plate, 1886)++++++Отряд Paedotrochidae Markevich, 1990Семейство Collothecidae Harring, 1913Collotheca sp.--++++Тип ArthropodaНадкласс CrustaceaКласс Branchiopoda Latrelli, 1816Надотряд CladoceraОтряд Anomopoda Sars, 1865Семейство Daphniidae Straus, 1820Daphnia galeata G.O. Sars, 1864--++++Семейство Bosminidae Sars, 1865Bosmina longirostris (O.F. Müller, 1785)--++++Класс Maxillopoda Dahl, 1956Подкласс Copepoda Milne Edwards, 1840Надотряд Gymnoplea Giesbrecht, 1834Отряд Calanoida Sars, 1903Семейство Temoridae Sars, 1903Epischura baicalensis Sars, 1900++++++Семейство Diaptomidae Sars, 1903Eudiaptomus graciloides (Lilljeborg, 1888)----+-Надотряд Podoplea Giesbrecht, 1834Отряд Cyclopoida Burmeister, 1834Семейство Cyclopidae Dana, 1846Подсемейство Cyclopinae Burmeister, 1834Cyclops kolensis Lilljeborg, 1901++++++Подсемейство Eucyclopinae Kiefer, 1927Eucyclops serrulatus Fischer, 1851----+-Круглогодично в зоопланктоне отмечены: эндемик E. baicalensis, палеаркт Cyclops kolensis и круглогодич-ные виды коловраток [9]: Keratella quadrata, Keratella cochlearis, Filinia terminalis, Kellicottia longispina (табл. 1). В период с зимы до раннего лета встречаются эндемичные коловратки: S. pachypoda, S. pachypoida, N. grandis, N. intermedia. С весны до конца осени в зоо-планктон открытого озера входят коловратки Asplanchna herricki, Asplanchna priodonta. С прогревомвод, в период с поздней весны до конца осени, в планк-тоне появляются теплолюбивые ветвистоусые Daphnia galeata, Bosmina longirostris и коловратки Conochilus unicornis, Collotheca sp., Euchlanis ligulata (табл. 1). Поздним летом единично отмечены Eucyclops serrulatus, Eudiaptomus graciloides и Polyarthra dolichoptera.Проведенные исследования выявили следующие из-менения в межгодовой динамике зоопланктона (рис. 1).а1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007Epischura baicalensisRotiferaCopepodaЛинейный (Ве с ь зоопланктон)АCyclops kolensis■■♦■■■ CladoceraВесь зоопланктонРис. 1. Динамика численности зоопланктона в открытой части Южного Байкала (1997-2007 гг.)203В 1997 г. среднегодовая средневзвешенная температура воды Южного Байкала составила 4,9±0,6ºС (табл. 2). В зоопланктоне преобладали веслоногие (82%), в частности науплиальные и копиподитные стадии E. baicalensis, которая имела среднегодовую численность 168,8±21,1 тыс. экз./м2. Численность еще одного представителя веслоногих C. kolensis составила 27,9±8,6 тыс. экз./м2, единично отмечен E. serrulatus (0,08±0,08 тыс. экз./м2). Ветвистоусые встречалисьтолько в конце лета, осенью и были представлены B. longirostris (0,98±03 тыс. экз./м2) и D. galeata (0,23±0,22 тыс. экз./м2). Среднегодовая численность коловраток составила 41,74 тыс. экз./м2, среди которых многочисленны были круглогодичные виды: K. long-ispina (5,01±0,9 тыс. экз./м2), F. terminalis (10,04± ± 3,3 тыс. экз./м2), K. quadrata (11,69±4,2 тыс. экз./м2). Эндемичные и летне-осенние виды коловраток имели небольшую численность.Среднегодовая средневзвешенная температура воды в слое 0-25 м в открытой части Южного БайкалаТ а б л и ц а 2Го д19971998199920002001200220032004200520062007t, ºC4,9±0,64,5±0,65,2±0,74,1±0,63,5±0,66,6±0,94,4±0,55,0±0,65,7±0,84,7±0,66,2±0,9± 0,01 тыс. экз./м ). Только в конце осени в зоопланк- Synchaeta sp. (34,5±3,1 тыс. экз./м), также многочис-В 1998 г. среднегодовая средневзвешенная температура воды была 4,5±0,6ºС. По количественным показателям зоопланктона также лидировали веслоногие (90%), при этом среднегодовая численность E. bai-calensis составила 220,67±26,9 тыс. экз./м2, а C. kolensis - 15,84±4,8 тыс. экз./м2. Ветвистоусые встречались только осенью, среди них доминировала B. longirostris (3,13±2,4 тыс. экз./м2), а теплолюбивая D. galeata встречалась редко, ее численность составила всего 0,03±0,02 тыс. экз./м2. Среднегодовая численность коловраток была 22,38 тыс. экз./м², среди них лидировали круглогодичные виды: K. longispina (4,78± ± 1,3 тыс. экз./м2), F. terminalis (4,89±1,6 тыс. экз./м2) и K. quadrata (7,45±2,6 тыс. экз./м2).В 1999 г. среднегодовая средневзвешенная температура воды была 5,2±0,7ºС. Среднегодовая численность веслоногих составила 60% от общей численности всего зоопланктона при лидировании E. baicalensis (178,11±30,6 тыс. экз./м2), C. kolensis - 38,61± ±16,5 тыс. экз./м2. Среднегодовая численность ветви-стоусых составила 46,97 тыс. экз./м² при доминировании B. longirostris (42,2±15,7 тыс. экз./м2), D. galeata -5,73±2,6 тыс. экз./м2. В этот год доля коловраток составила около 30% от общей численности всего зоопланктона главным образом за счет массового развития теплолюбивого C. unicornis (85,69±40,7 тыс. экз./м2).В 2000 г. среднегодовая средневзвешенная температура воды была 4,1±0,6ºС. Доля веслоногих составила 87% от общей численности всего зоопланктона. Среднегодовая численность E. baicalensis была 112,59± ± 31,87 тыс. экз./м2, C. kolensis - 15,64±5,1 тыс. экз./м2. По-прежнему ветвистоусые были представлены всего двумя видами: B. longirostris (3,01±1,5 тыс. экз./м2) и D. galeata (0,68±0,4 тыс. экз./м2). В этот год основной вклад в численность коловраток внес C. unicornis (8,28±3,6 тыс. экз./м2). Численность круглогодичных коловраток мала, эндемичные и летне-осенние формы коловраток отмечены единично.В 2001 г., когда в открытой части Южного Байкала была самая низкая среднегодовая средневзвешенная температура воды - 3,5±0,6ºС (табл. 2), доля веслоногих составила 81%. Среднегодовая численность E. baicalensis была 154,58±22,9 тыс. экз./м2, численность C. kolensis 8,29±3,9 тыс. экз./м2, также среди веслоногих единично встречался E. graciloides (0,01±тоне отмечены ветвистоусые: B. longirostris (2,01± ±1 тыс. экз./м2) и D. galeata (0,9±0,05 тыс. экз./м2), которые составили всего 1% от общей численности всего планктона. Среднегодовая численность коловраток была 35,01 тыс. экз./м2 при лидировании круглогодичных: K. longispina (8,66±3,5 тыс. экз./м2), F. terminalis (6,86±3,7 тыс. экз./м2) и эндемичных зимне-весенних видов: S. pachypoda (3,98±3,5 тыс. экз./м2) и N. grandis (8,2±5,5 тыс .экз./м2).В 2002 г. за весь исследуемый период времени наблюдается самая высокая среднегодовая средневзвешенная температура воды 6,6±0,9ºС. По количественным показателям также лидировали веслоногие (69%). В этот год отмечена их самая высокая среднегодовая численность - 436,7 тыс. экз./м2 при доминировании E. baicalensis (258,81±55,8 тыс. экз./м2). Среднегодовая численность теплолюбивого C. kolensis именно в этот год максимальная и составляет 179,89±65,3 тыс. экз./м2. В этот период максимальные показатели численности и по группе веслоногих (124,80 тыс. экз./м²), их доля составляла почти 50% от общей численности всего зоопланктона при лидировании D. galeata (102,5± ± 63,3 тыс. экз./м2). Среднегодовая численность коловраток также очень высокая (70,95 тыс. экз./м2), среди которых доминирует C. unicornis (38,68±25,51 тыс. экз./м2). Численность круглогодичных видов K. longispina (7,27±2,8 тыс. экз./м2) и K. quadrata (11,69± ±4,2 тыс. экз./м2), зимне-весенние и летне-осенние виды коловраток малочисленны.В 2003 г. среднегодовая средневзвешенная температура была 4,4±0,5ºС. В этот период доля веслоногих составляет 82%. Ведущую роль по-прежнему играет E. baicalensis (126,28±31,5 тыс. экз./м2), численность C. kolensis 9,04±3,2 тыс. экз./м2. Среднегодовая численность ветвистоусых составляет 2,67 тыс. экз./м2. Среди коловраток доминирует зимне-весенний вид S. pachypoda (11,01±4,8 тыс. экз./м2), роль круглогодичных коловраток мала.В 2004 г. среднегодовая средневзвешенная температура была 5,0±0,6ºС. Доля веслоногих составляет 84%, в частности численность E. baicalensis 136,25± ± 23,3 тыс. экз./м2, C. kolensis - 2,07±0,7 тыс. экз./м2. В составе ветвистоусых единично отмечены D. galeata (0,01±0,01 тыс. экз./м2), численность B. longirostris 2,72±0,9 тыс. экз./м2. В составе коловраток лидирует204ленны круглогодичные виды: K. longispina (6±2 тыс. экз./м2), F. terminalis (4,38±1,3 тыс. экз./м2), K. quadrata (2,41±0,8 тыс. экз./м2) и летне-осенний вид C. unicornis (6,63±3,8 тыс. экз./м2).В 2005 г. среднегодовая средневзвешенная температура воды была высокая и составила 5,7±0,8ºС. Количественные характеристики зоопланктона, как и в 2002 г., велики. Основу численности составляли ветви-стоусые (72%) при лидировании E. baicalensis (367,84±156,75 тыс. экз./м2) и C. kolensis (25,49± 12,2 тыс. экз./м2). Единично встречался E. serrulatus (2,34±2,3 тыс. экз./м2). Ветвистоусые по-прежнему представлены всего двумя видами: D. galeata (4,56±3 тыс. экз./м2) и B. longirostris (25,25± ± 14,68 тыс. экз./м2). В этот год среднегодовая численность коловраток самая максимальная (127,02 тыс. экз./м²), главным образом за счет массового развития теплолюбивого C. unicornis, который составил около 60% от общей численности всех коловраток.В 2006 г., когда среднегодовая средневзвешенная температура была 4,7±0,6ºС, в зоопланктоне открытой части Южного Байкала доля веслоногих составила 85% при доминировании E. baicalensis (188,3± ±37,2 тыс. экз./м2) и C. kolensis (6±2,4 тыс. экз./м2). Вклад в состав зоопланктона ветвистоусых составил также, как и в 2001 г., всего 1%, среднегодовая численность D. galeata 0,18±0,1 тыс. экз./м2 и B. longirostris -2,37±0,9 тыс. экз./м2. В составе коловраток многочисленны круглогодичные виды: K. longispina (9,67± 2,9 тыс. экз./м2), F. terminalis (9,64±2,6 тыс. экз./м2),K. quadrata (8,29±3,3 тыс. экз./м2) и летне-осенний вид C. unicornis (7,39±3,5 тыс. экз./м2).В 2007 г. среднегодовая средневзвешенная температура была 6,2±0,9ºС (табл. 2). Доля веслоногих составила 68% от общей численности всего зоопланктона. Среднегодовая численность E. baicalensis была 130,19±18,3 тыс. экз./м2 и C. kolensis - 6,0± ±2,4 тыс. экз./м2. Ветвистоусые по-прежнему представлены всего двумя видами: D. galeata 2,8±1,4 тыс. экз./м2 и B. longirostris - 4,28±1,5 тыс. экз./м2. Среди коловраток чаще встречались круглогодичные виды: K. longispina (9,54±3,1 тыс. экз./м2), F. terminalis (2,93± ±0,7 тыс. экз./м2), K. quadrata (8,9±8,5 тыс. экз./м2), зимне-весенний вид N. grandis (8,9±8,5 тыс. экз./м2) и летне-осенний C. unicornis (27,38±22,1 тыс. экз./м2).Таким образом, за период 1997-2007 гг. в открытой пелагиали Южного Байкала самые высокие значения средних величин численности у представителя группы Copepoda - E. baicalensis. Среднегодовая численность эпишуры изменялась примерно в 3 раза - от 112,59±31,87 до 367,84±156,75 тыс. экз./м2, максимальной была в 2005 г., минимальной - в 2000 г. (рис. 1).Среднегодовая численность еще одного представителя группы Copepoda - C. kolensis испытывала резкие колебания и изменялась более чем в 90 раз - от 2,07±0,7 до 179,89±65,3 тыс. экз./м2, максимума достигала в самый теплый 2002 г. (табл. 2), минимума в 2004 г.Связь между температурой воды и численностью циклопа хорошо выражена (рис. 2).200R = 0,46150 -10050^♦0i Т i i34 5 6 7 Температура, °СРис. 2. Зависимость численности циклопа от температуры воды в слое 0-25 мПо группе Rotifera самое высокое среднегодовое значение численности - в 2005 г. (127,02 тыс. экз./м2) главным образом за счет массового развития теплолюбивого C. unicornis, который составил около 60% от общей численности всех коловраток. Круглогодичные виды [9]: K. quadrata, K. cochlearis, F. terminalis, K. longispina и эндемичные зимне-весенние формы коловраток: S. pachypoda, N. grandis, N. intermedia присутствовали в планктоне в течение всего исследуемого периода, но имели небольшую численность.В планктонном сообществе открытой пелагиали Южного Байкала группа Cladocera была представле-на всего двумя видами: D. galeata и B. longirostris. За период исследования максимальная численность ветвистоусых была в 2002 г. (рис. 1), в этот год их доля составляла почти 50% от общей численности всего зоопланктона, при лидировании D. galeata (42%). В период 1997-2007 гг. среднегодовые значения численности ветвистоусых очень сильно изменялись, более чем в 100 раз: от 1,21 до 124,8 тыс. экз./м2.В слое 0-25 отмечена положительная зависимость численности и коловраток, и ветвистоусых от температуры воды (рис. 3).2051402 R = 0,38 A120100♦80 60♦ ♦40 20♦♦V»04567Температура, °С140 120100R2♦= 0,46Температура, °СРис. 3. Зависимость численности коловраток (А) и ветвистоусых (Б) от температуры воды в слое 0-25 мВ целом за период исследований отмечено 2 пика численности зоопланктона (рис. 1). В эти годы наблю-далась самая высокая среднегодовая средневзвешенная температура воды (табл. 2).Сезонная динамика зоопланктонаПредставляет интерес сравнить сезонную динамику зоопланктона Южного Байкала в типичный по темпе-ратурному режиму год - 1998 г. и наиболее теплый 2002 г. Ход общей сезонной динамики численности определяли по изменению количественных показателей доминантных видов.В зимний период 1998 г. основу зоопланктонного со-общества по численности составляют E. baicalensis (64%) и C. kolensis (33%). Роль круглогодичных коло-враток мала. Из ветвистоусых в планктоне единично отмечены молодь дафнии и босмины (табл. 3). В весен-ний - ранне-летний сезоны доминирует E. baicalensis (98-100%), коловратки и C. kolensis имеют небольшую численность, а ветвистоусые в составе зоопланктона не встречаются. Только в поздне-летний период в структу-рообразующий комплекс зоопланктона входит C. kolensis (13%) и круглогодичная коловратка K. quad-rata (5%), численность E. baicalensis составила 66% от общей численности всего зоопланктона. В осенний пе-риод основу зоопланктонного сообщества составляют E. baicalensis (61%), C. kolensis (12%), K. quadrata (12%) и летне-осенняя форма коловраток [9] C. unicornis (8%). Поздним летом - осенью увеличивается значимость вет-вистоусых, но они по прежнему не входят в доминант-ное ядро (табл. 3). Многолетние наблюдения в открытой части Байкала показали, что ветвистоусые встречаются в планктоне в незначительных количествах, максимума достигают поздним летом. При этом численность бос-мины превосходит таковую дафнии [10].Структурообразующий комплекс зоопланктона открытой части Южного Байкала в слое 0-25 м (1998, 2002 гг.), % от общей численностиТ а б л и ц а 3ВидБиологические сезоны (по Кожову, 1962) 1998 г.2002 г. ЗимаВеснаЛетоОсеньЗимаВеснаЛетоОсень IIIIIIIV IIIIIIIV Epischura baicalensis6497971006661989389481334Cyclops kolensis33< 5< 5< 51312< 5< 5< 5363127Bosmina longirostris< 5---< 5

Ключевые слова

Байкал, зоопланктон, сезонная динамика, многолетняя динамика, структура, Baikal, zooplankton, seasonal dynamics, perennial dynamics, structure

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Кипрушина Ксения НиканоровнаИркутский государственный университетаспиранткаksushaGK@mail.ru
Изместьева Любовь РавильевнаНаучно-исследовательский институт биологии при Иркутском государственном университетекандидат биологических наук, зав. лабораторией общей гидробиологииksushaGK@mail.ru
Всего: 2

Ссылки

Шевелева Н.Г., Помазкова Г.И. Отряд Сladocera - ветвистоусые ракообразные. Атлас и определитель пелагобионтов Байкала. Новосибирск: Наука, 1995. С. 431-479.
Huys R., Boxchall G.A. Copepod evolution. L., 1991. Vol. 159. 468 p.
Федоров В.Д. Первичная продукция как функция структуры фитопланктонного сообщества // Докл. АН СССР. 1970. Т. 192, № 4. С. 901-904.
Гайгалас К.С. К познанию фауны коловраток озера Байкал // Известия Биолого-географического научно-исследовательского института. Иркутск, 1957. Т. 17, вып. 1-4. С. 103-143.
Кутикова Л.А. Коловратки фауны СССР. Л., 1970. 744 с.
Смирнов Н.Н., Коровчинский Н.М., Котов А.А., Синев А.Ю. Систематика CLADOCERA: современное состояние и перспективы развития // Ветвистоусые ракообразные: систематика и биология. Борок, 2007. С. 5-73.
Кожова О.М., Мельник Н.Г. Инструкция по обработке проб планктона счетным методом. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1978. 50 с.
Закс Л. Статистическое оценивание. М.: Статистика, 1976. 598 с.
Киселев И.А. Планктон морей и континентальных водоемов. Л., 1969. Т. 1. 657 с.
Кожов М.М. Биология озера Байкал. М., 1962. 315 с.
 Многолетняя и сезонная динамика зоопланктона открытой части Южного Байкала | Вестн. Том. гос. ун-та. 2009. № 327.

Многолетняя и сезонная динамика зоопланктона открытой части Южного Байкала | Вестн. Том. гос. ун-та. 2009. № 327.

Полнотекстовая версия