характеристика зоопланктонного сообщества трансграничной

УДК 574.504.05
ХАРАКТЕРИСТИКА ЗООПЛАНКТОННОГО СООБЩЕСТВА
ТРАНСГРАНИЧНОЙ РЕКИ НЕМАН НА ТЕРРИТОРИИ
КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Е.П. Матвеева, Е.А. Масюткина, М.Н. Шибаева
Приведена характеристика фауны планктонных беспозвоночных р. Неман, имеющей
большое рыбохозяйственное значение. Описывается видовая структура зоопланктона, его
количественные характеристики, распределение по реке. Дана оценка экологического состояния
реки.
зоопланктон, численность, биомасса, индекс Шеннона, р. Неман
ВВЕДЕНИЕ
Любая водная экосистема может находиться в состоянии равновесия с
элементами внешней среды, имея сложную систему подвижных биологических
связей, которые изменяются в результате внешних и внутренних возмущений.
Зоопланктон как часть водной экосистемы реагирует на подобные возмущения
изменением количественных соотношений между отдельными группами или же
видами, с последующим изменением видового состава. Основной задачей
настоящей работы было определение числа видов, уровня развития и
пространственной динамики зоопланктонного сообщества трансграничной
р. Неман в два смежных года, 2009-2010 гг.
Неман ― одна из самых больших рек в восточной части Балтийского моря.
Он берет начало в Республике Беларусь на юго-западных отрогах Минской
возвышенности, в 45 км юго-западнее Минска, истоки некоторых его притоков, в
частности р. Шешупе, находятся на территории Республики Польша. В своем
среднем течении р. Неман протекает по территории Литвы, в нижнем - по
Калининградской области. Впадает в Куршский залив Балтийского моря. В
нижнем течении на расстоянии около 100 км по р. Неман (Нямунасу) проходит
граница между Калининградской областью и Литовской Республикой. Несмотря
на принятые меры по выпрямлению и сужению русла реки, оно ежегодно
смещается к югу (примерно на 5 м и более), что приводит к потере Калининградской областью нескольких гектаров территории в год. Длина реки 937 км, площадь
всего бассейна составляет 98,2 тыс. км2 (до г. Советска – 918 км2). В верхнем
течении р. Неман движется на запад [1]. Протекая по территории трех государств
(Белоруссия, Литва, Россия), он испытывает
постоянное антропогенное
воздействие, которое влияет на экологическое состояние самой реки и ее
обитателей.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Материалом для работы послужили пробы зоопланктона, собранные в
2009-2010 гг. на шести стандартных станциях по российской стороне реки (рис.1).
Отбор проб производился по общепринятой методике [2-5]. При выборе станций
исходили из необходимости охватить основные типы биотопов. Сбор материала
осуществлялся в основном в летнее время (в июле-августе) путем процеживания
определенного объема воды (50-100 л) через конус из капронового сита с
размером ячеи № 70. Отобранный материал на месте фиксировали 4%-ным
раствором формалина для последующей обработки. Камеральная обработка
проводилась по общепринятым методикам с использованием соответствующих
определителей [6-13]. Всего собрали 24 пробы зоопланктона. Степень сложности
зоопланктонного
сообщества
определялась
по
индексу
Шеннона.
Индивидуальные веса организмов зоопланктона рассчитывались по степенным
уравнениям, связывающим их длину с массой [14].
РЕЗУЛЬТАТЫ
Исследования р. Неман проводятся нами ежегодно, начиная с 2006 г. За это
время было идентифицировано около 80 видов планктонных беспозвоночных,
относящихся к следующим группам: Copepoda, Cladocera, Rotifera. Из наиболее
часто встречаемых видов можно отметить следующие: Alona rectangula (G.O. Sars,
1862), Bosmina longirostris (O.F. Müller, 1776), Diaphanosoma brachiurum (Liévin,
1848), Ceriodaphnia affinis (Lilljeborg, 1900), Chydorus sphaericus (O.F. Müller,
1785), Daphnia cucullata (G.O. Sars, 1862), Moina macrocopa (Straus, 1820),
Mesocyclops leuckarti (Claus, 1857), Harpacticoida sp., Acanthocyclops vernalis
(Fischer, 1853), науплиальные стадии Cyclopoida, копеподитные стадии
Cyclopoida, Euchlanis dilatata (Ehrenberg, 1832), Brachionus quadridentatus
(Hermann, 1783), Brachionus calyciflorus (Pallas, 1766).
Рис. 1. Расположение гидробиологических станций на р. Неман
Fig. 1. Arrangement of hydrobiological stations on the river Neman
При анализе отобранных проб зоопланктона в 2009 г. было обнаружено 23,
а в 2010 - 34 вида организмов, что составляет от 30 до 40% от общего ныне
известного списка видов зоопланктона (таблица).
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Cladocera
Alona rectangula (G.O.Sars, 1862)
Bosmina crassicornis (Lilljeborg,1887)
Bosmina longirostris (Müller,1776)
Ceriodaphnia affinis (Lilljeborg,1900)
Ceriodaphnia pulchella (G.O.Sars,1862)
Ceriodaphnia reticulata (Jurine,1820)
Chydorus ovalis (Kurz,1874)
Chydorus sphaericus (O.F.Mueller,1785)
Daphnia cucullata (G.O. Sars,1862)
Diaphanosoma brachyurum (Lievin,1848)
Eubosmina coregoni (Baird, 1857)
Ilyocryptus agilis (Kurz1878)
Ilyocryptus sordidus (Liévin,1848)
Leydigia leydigi (Leydig,1860)
Moina macrocopa (Straus,1820)
Monospilus dispar (G. O. Sars,1861)
Pleuroxus sp.
Pleuroxus striatus (Schödler, 1858)
Scapholeberis mucronata (O.F.Muller,1776)
Copepoda
Acanthocyclops vernalis (Fischer,1853)
Eucyclops macrurus (G.O.Sars,1863)
Eudiaptomus gracilis (Sars,1863)
Harpacticoida sp.
Megacyclops gigas (Claus,1857)
Mesocyclops crassus (Fischer,1853)
Mesocyclops leuckarti (Claus,1857)
Microcyclops sp.
Paracyclops fimbriatus (Fischer,1853)
Kopepodit Cyclopoida
Nauplius Cyclopoida
Nauplius Harpacticoida
Rotifera
Asplanchna herrickii (de Guerne,1888)
Asplanchna priodonta (Gosse,1850)
Brachionus calyciflorus (Pallas,1766)
Brachionus diversicornis (Daday,1883)
Brachionus quadridentatus (Hermann,
1783)
Euchlanis dilatata (Ehrenberg,1832)
Euchlanis sp.
Filinia longiseta (Ehrenberg,1834)
Keratella quadrata (O.F.Muller,1786)
+
+
2
+
+
+
+
+
+
3
+
5
+
+
+
+
2010
2009
2010
2009
4
+
+
+
2010
2009
2010
2009
2010
2009
Вид
2010
№
п/п
2009
Таблица. Состав зоопланктона р. Неман в 2009-2010 гг.
Table. Species composition of zooplankton in river Neman in 2009-2010
6
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Видовое разнообразие зоопланктона на исследованной части реки
изменяется волнообразно. Причем как в 2009, так и в 2010 г. картина изменений
почти идентична (рис. 2). Наибольшее число видов зарегистрировано в верховье,
ниже г. Советска, и в устьевой части реки (ст. 6, 1-2 соответственно). Наименьшее
число видов характерно для густонаселенного участка реки, где расположены
достаточно крупные промышленные центры ― города Неман и Советск (ст. 5 и 4).
Спектр видов разнообразнее непосредственно перед населенными пунктами, чем
за ними, вниз по течению.
Рис. 2. Видовое разнообразие зоопланктона по станциям р. Неман
Fig. 2. Species diversity of zooplankton in river Neman
Как в 2009, так и в 2010 г. наибольшее видовое разнообразие было
характерно для ветвистоусых ракообразных (Cladocera).
По мере продвижения к устью реки происходит увеличение видового
разнообразия во всех группах зоопланктона.
Одновременно в этом же направлении существенно возрастает и его
численность (рис. 3).
Рис. 3. Распределение зоопланктона по длине реки (по численности)
Fig. 3. Distribution of zooplankton in river Neman (in number)
Средние показатели численности существенно колеблются между
отдельными станциями в интервале 1000 - 13000 экз./м3. В более широких
пределах изменяется численность зоопланктона в устьевой части реки. По
изучаемому участку Немана зоопланктон в 2009 г. был распределен почти
равномерно, с некоторым увеличением концентрации перед г. Советском. В 2010 г.
по численности планктона резко выделялась устьевая часть реки.
Основная доля численности в 2009 г. в сумме была сформирована
ракообразными, а в 2010 г. – коловратками (Rotifera) (рис.4). В 2009 г. не
наблюдалось резкого превалирования коловраток по численности над другими
составляющими зоопланктона, как в 2010 г.
Рис. 4. Структура зоопланктонного сообщества по станциям (по численности)
Fig. 4. Structure of zooplankton community (in number)
Ведущим по численности видом в 2009 г. был - B. quadridentatus, а в
2010 г. - B. calyciflorus.
Биомасса зоопланктона, также как и численность, увеличивается к устью
(рис. 5).
Рис. 5. Биомасса зоопланктона р. Неман
Fig. 5. Zooplankton biomass in river Neman
Интервал изменения средних значений биомассы от 10 до 70 мг/м3.
Более половины биомассы в оба года составляли ветвистоусые (Cladocera),
и в сумме подавляющую долю биомассы формировали ракообразные (рис. 6).
Ведущим по биомассе видом в 2009 г. была D. brachyurum, а в 2010 г. ― крупные
ракообразные Cyclopoidae M. gigas.
Рис. 6. Структура зоопланктонного сообщества (по биомассе)
Fig. 6. The structure of zooplankton community (in biomass)
Величина индекса Шеннона, определенного по численному соотношению
видов, позволяет сказать, что в 2009 г. структура зоопланктона по численности
была односложной для любой точки реки (рис. 7). В смежный 2010 г. амплитуда
значений индекса изменялась в широких пределах, и наибольшая степень
сложности зоопланктонного сообщества зафиксирована на одной из самых
верхних по течению точек реки (ст. 5).
4,50
4,00
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
1
2
3
4
2009
5
2010
Рис. 7. Индекс Шеннона
Fig. 7. Shannon index
6
Основная масса значений индекса Шеннона указывает на то, что качество
воды в реке изменяется от градации «умеренно загрязненные воды» до градации
«загрязненные воды».
Полученные результаты позволяют говорить о тенденции нарастания
концентрации зоопланктона от верховья к устью, а также о том, что более
стабильные показатели численности и биомассы зоопланктона характерны для
верхних точек реки. Для определения среднего уровня развития зоопланктона в
устье требуются более длительные исследования.
Средние величины биомассы зоопланктона попадают в категорию не просто
очень низких, а чрезвычайно низких, поскольку им далеко до 500 мг/м3 [15, 16].
Можно сделать вывод о том, что от года к году сообщество зоопланктона реки
претерпевает существенные изменения. На значительную изменчивость
показателей зоопланктона р. Неман указывалось и ранее [17]. Возможной
причиной изменений предположительно является степень водности года, которая
отражается на территории водосбора и, следовательно, скорости течения
р. Неман, количестве вымытых загрязнений, а также выносимого планктона в
основное русло реки. Особенно это касается нижнего течения.
ВЫВОДЫ
1. В составе зоопланктонного сообщества р. Неман обнаружено 40 видов
организмов. Видовое разнообразие и количественные показатели зоопланктона
имеют тенденцию к нарастанию в направлении устья реки.
2. Средние показатели численности подвержены существенным
изменениям (от 1000 до 13000 экз./м3). Показатели биомассы более стабильны, но
отличаются невысокими значениями 10-70 мг/м3. Более половины биомассы в
оба года составляли ветвистоусые ракообразные (Cladocera).
3. Индекс Шеннона указывает на то, что качество воды в реке изменяется
от градации «умеренно загрязненные воды» до градации «загрязненные воды».
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Шибаев, С.В. Рыбохозяйственный кадастр трансграничных водоемов
России (Калининградская область) и Литвы / С.В. Шибаев, М.М. Хлопников,
А.В. Соколов. – Калининград, 2008. – 197 с.
2. Жадин, В.И. Методы гидробиологического исследования / В.И. Жадин. М.: Высшая школа, 1960. - 189 с.
3. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных
экосистем / под ред. В.А. Абакумова. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1992.
4. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных
вод и донных отложений. – Л.: Гидрометеоиздат, 1983. – 239 с.
5. Методические рекомендации по изучению гидробиологического режима
малых рек / С.Ф. Комулайнен, А.Н. Круглова, В.В. Хренников [и др.].Петрозаводск: КарНЦ РАН, 1989. 41 с.
6. Крылов, А.В. Зоопланктон равнинных малых рек / А.В. Крылов. – М.:
Наука, 2005. - 264с.
7. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 511 с.
8. Кутикова, Л.А. Коловратки фауны СССР / Л.А. Кутикова. - Л.: Наука,
1970. - 744с.
9. Мануйлова, Е.Ф. Ветвистоусые рачки фауны СССР / Е.Ф. Мануйлова. М.: Наука, 1964. - 317с.
10. Рылов, В.М. Веслоногие рачки фауны СССР / В.М. Рылов. - М.: Наука,
1966. – 319 с.
11. Боруцкий, Е.В. Определитель Calanoida пресных вод СССР / Е.В.
Боруцкий. - Л.: Наука, 1991. – 503 с.
12. Боруцкий, Е.В. Определитель свободноживущих веслоногих раков
СССР и сопредельных стран по фрагментам в кишечниках рыб / Е.В. Боруцкий. М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 218 с.
13. Определитель зоопланктона и зообентоса пресных вод Европейской
России. - Т. 1. Зоопланктон / отв. ред. В.Р. Алексеев. - 2010. - 495 с.
14. Балушкина, Е.В. Зависимость между массой и длиной тела у
планктонных ракообразных / Е.В. Балушкина, Г.Г. Винберг // Общие основы
изучения водных экосистем: сб. науч. тр. - Л.: Наука, 1979. - С.169-172.
15. Крючкова, Н.М. Структура сообществ зоопланктона в водоемах
разного трофического типа / Н.М. Крючкова // Продукционногидробиологические исследования водных экосистем. - Л., 1987. - С. 184-198.
16. Китаев, С.П. Экологические основы биопродуктивности озер разных
природных зон / С.П. Китаев. - М.: Наука, 1964. - 206 с.
17. Gasiunas, I. Bottom fauna // The Nemunas River, Volume II, Ecotope,
biology, biocenoses. - Vilnius: Mokslas, 1978. - Р 44-91.
THE CHARACTERISTIC OF ZOOPLANKTONIC COMMUNITY OF THE
TRANSBOUNDARY RIVER NEMAN IN TERRITORY OF THE KALININGRAD
REGION
E.P. Matveeva, E.A. Masyutkina, M.N. Shibaeva
The characteristic of fauna of planktonic invertebrates of the river of Neman is given. This river
has the big importance for a fish economy. The specific structure of a zooplankton, its quantitative
characteristics, distribution on the river is described, the estimation of an ecological condition of the
rivers is resulted.
zooplankton, numerosity, biomass, Shannon index, the Neman River