Е В Павлова - Годовые колебания количественных показателей зоопланктона в прибрежье у севастополя - страница 1

Страницы:
1  2 

МОРСЬКИЙ ЕКОЛОГІЧНИЙ ЖУРНАЛ

УДК: 591.524.12 (262.5)

Е. В. Павлова, докт. биол. наук, вед. науч. сотр., Е. Б. Мельникова, м.н.с.

Институт биологии южных морей им. А. О. Ковалевского Национальной академии наук Украины,

Севастополь, Украина

ГОДОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЗООПЛАНКТОНА В ПРИБРЕЖЬЕ У СЕВАСТОПОЛЯ (1998 - 2003)

На основе данных о соотношении в зоопланктонных пробах организмов, бывших живыми или погибшими до фиксации формалином, приведена оценка численности и биомассы жизнеспособного зоопланктона и доли некрозоопланктона за период май - октябрь 1998 - 2003 гг. Показаны тенденции их изменений по годам и районам, свидетельствующие о нестабильной ситуации в пелагиали прибрежных районов у г. Севастополя.

Ключевые слова: жизнеспособный зоопланктон, некрозоопланктон, прибрежные районы вблизи Севастопо­ля, Черное море (Украина)

Предшествующие исследования зоо­планктона в Севастопольской бухте и районах Севастопольского взморья показали, что в соб­ранных пробах встречается довольно большое количество особей, погибших еще до их выло­ва из моря. Так, при входе в Севастопольскую бухту в летний период с 1989 по 1990 гг. до 39 % общего количества обнаруженных в пробах организмов оказались погибшими [16]. Их ко­личество увеличивалось последовательно в на­правлении от бухты Казачьей (30 - 40 %) к бухтам Камышовой, Стрелецкой, Круглой, Се­вастопольской до района при впадении в море реки Бельбек (60 - 70 %) [19]. Исследования в бухте Круглая показали, что количество некро-зоопланктона в летне-осенний период 1988 -

1989 гг. достигало 45 %, а в 1990 - до 75 %

[14]. Анализ комплексных данных, получен­ных в 1998 и 1999 гг., позволил заключить, что изменения гидролого-гидрохимических пока­зателей и антропогенное загрязнение оказыва­ли различное влияние на количественные по­© Е. В. Павлова, Е. Б. Мельникова, 2006 казатели зоопланктона в прибрежье у Севасто­поля. В мае - июне 1998 г. в бухте Круглая до­ля некрозоопланктона была в 5 раз, а в Сева­стопольской - в 2 раза ниже, чем в антропо­генно нагруженной Южной бухте [18]. Была выявлена связь количества мертвых организ­мов с изменениями условий среды: интенсив­ность водообмена, динамика вод и сгонно-нагонные ветры оказывали влияние на распре­деление загрязняющих веществ, на жизнеспо­собность зоо - и ихтиопланктонных организ­мов и на состояние экосистем в разных частях Севастопольской бухты [2, 13, 18]. Приведен­ные данные свидетельствуют о том, что коли­чество погибших планктонных организмов у побережья юго-западного Крыма за последние годы не уменьшилось и по-прежнему состав­ляет значительную часть суммарного зоо­планктона. Поэтому факт наличия некрозоо-планктона следует принимать во внимание при оценке истинных величин численности и био­массы,   продукционных   возможностей зоо­планктона и общего экологического состояния шельфовых акваторий, особенно вблизи боль­ших городов.

В данной работе представлены данные об изменении численности и биомассы жизне­способного зоопланктона, а также о доле в нем мертвых особей, полученные при одновремен­ных исследованиях в трех районах Севасто­польского прибрежья с 1998 по 2003 гг.

Материал и методы. Пробы зоопланк­тона собирались ежемесячно в первой полови­не дня большой сетью Джеди, диаметром 36 см, оборудованной ситом с размером ячеи 156 мкм. Обработка проб проведена в камере Бо-горова при двухразовом подсчете организмов в 3 мл. Состояние тургора тела и конечностей, интенсивность их окраски, целостность хити­нового покрова, наличие в мышцах зернисто­сти, деформация внутренних органов и прото­плазмы, видимые сквозь прозрачные стенки раковины или оболочки, служили критериями при отличии в фиксированных пробах живых планктонных организмов от мертвых. В случае подсчета погибших Noctiluca scintillans, поми­мо сжатых и потерявших прозрачность клеток, учитывались сморщенные до небольшого ко­мочка особи, определяемые по наличию хоро­шо видимых жгутиков.

При такой обработке оказалось воз­можным разделить собранный зоопланктон на две фракции: жизнеспособные организмы и некрозоопланктон. Во всех случаях учитыва­лись особи, размером от 0.2 до 5.0 мм без же-летелых.

В пробах 1998 и 1999 гг. нами были получены данные по обеим фракциям, а в ма­териалах за 2000 - 2003 гг. только по количе­ству некрозоопланктона. Получить соотноше­ние некро - и жизнеспособного зоопланктона за 2000 - 2003 гг. оказалось возможным благо­даря использованию данных обработки проб традиционным для планктонологов методом (без разделения на живых и мертвых особей), любезно предоставленным в наше распоряже­ние сотрудниками ИнБЮМ Ю. А. Загородней и Т. А. Мельник.

Исследования выполнены в трех при­брежных акваториях, различающихся распо­ложением и экологическими условиями: при входе в бухту Круглая, предположительно наиболее чистый район (ст. 9), у Константи-новского равелина при входе в Севастополь­скую бухту (ст. 7) и в Южной бухте (ст. 6, рис. 1), постоянно подвергающейся большей ан­тропогенной нагрузке за счет стока городских и ливневых вод [11, 13, 18].

Сопоставления по годам проведены по средним данным за шесть месяцев - периода наиболее интенсивного количественного раз­вития зоопланктонных организмов - с мая по октябрь. Доверительные границы средних ве­личин установлены при уровне значимости p = 0.05. Биомасса рассчитана по количеству жиз­неспособных особей с использованием таблиц

Т. С. Петипа [15].

Результаты. Количество некрозоо-планктона в рассматриваемых районах с мая по октябрь колебалось от года к году в значи­тельных пределах: от 11 до 57 % суммарного зоопланктона.

За пять рассмотренных лет более высо­кая численность погибших организмов зареги­стрирована в 1998 и 1999 гг. (32 ± 2 - 36 ± 8 % в Круглой бухте, 35 ± 6 - 36 ± 8 % в Севасто­польской и 49 ± 7 - 57 ± 7 % - в Южной по го­дам соответственно). Наименьшие величины отмечены в 2000 г.: в Круглой бухте - 19 ± 5 %, при входе в Севастопольскую - 11 ± 2 %, в Южной бухте - 25 ± 4 %. В Круглой бухте ко­личество мертвых организмов с 1998 по 2001 г уменьшилось вдвое, однако достоверных раз­личий по годам при сопоставлении с бухтой Севастопольской не отмечено.

С 2001 г. во всех районах наблюдалась тенденция к некоторому увеличению некрозо-опланктона за период с мая по октябрь (рис. 1).бухта Круглая

бухта Севастопольская

1998     1999     2000     2001 2003 Г о д ы

Рис. 1. Расположение станций и количество некрозоопланктона (%) в трех районах Сева­стопольского прибре­жья (май - октябрь)

Fig. 1. An arrangement of stations and amount necrozooplankton (%) in three regions near Sevastopol (May -October)

1998    1999    2000   2001 2003

Экз. м-3

20000 16000 12000 8000

4000

0

20000 16000 12000

8000

4000 0

20000 16000 12000

8000

4000

0

1998   1999  2000 2001

Г о д ы

Морський екологічний журнал, № 2, Т. V. 2006

Мг. м

1998   1999  2000 2001

2003

В

%

- 60

 

- 50

 

40

 

- 30

 

20

300

 

200

10

100

 

0

0

 

60

 

50

 

40

 

- 30

 

20

300

 

200

10

100

 

0

0

 

60

 

50

 

40

 

- 30

 

20

300

 

200

10

100

 

0

0

1998     1999     2000     2001 2003 Г о д ы

2003

Колебания величин численности и биомассы жизнеспособного зоопланк­тона (без учета некрозоопланктона) за пять лет приведены на рис. 2.

Рис. 2. Колебания численности, экз. м -3 (1), биомассы, мг. м-3 (2) жизнеспособ­ных особей и количества некрозоо-планктона, % (3) за период май - ок­тябрь 1998 - 2003 гг. при входе в бухту Круглая (А), Севастопольскую бухту (Б) и в бухте Южная (В)

Fig. 2. Fluctuations number, ind. m-3 (1), a biomass, mg. m-3 (2) of viable individuals and amounts necrozooplankton, % (3) for the period May - October 1998 - 2003 at the inlet in Kruglaya Bay (А), Sevastopol Bay (Б) and in Yuznaya Bay (В)

Наименьшие величины числен­ности (прямые линии) были отмечены в районе бухты Круглой; за период с 1998 по 2001 гг. численность зоопланктона здесь была относительно стабильной (около 3000 экз. м-3). В 2001 г она дос­тигла наибольшей для этого района ве­личины - 5630 ± 1597 экз. м-3 (рис. 2 А).

40

Б

По сравнению с бухтой Круглая, вели­чины численности зоопланктона в Севасто­польской бухте были почти вдвое выше в 2000 и 2001 гг., а в 2003 г имело место снижение численности до уровня 1998 г. Максимальное число жизнеспособных организмов зоопланк­тона в этом районе отмечено в 2001 г (рис. 2 Б). В Южной бухте численность колебалась от 1390 ± 650 до 3860 ± 1320 экз. м-3 и оказалась наибольшей при сопоставлении с прочими го­дами   и   районами   в   2000   г.   (11900 ±

7320 экз. м-3) (рис. 2 В).

Величины биомассы, рассчитанные по количеству живых особей, показаны на рис. 2 столбиками. Во всех районах биомасса изме­нялась по годам в среднем в пределах 50 - 150 мг. м-3. Наибольшая величина биомассы (218.4 ± 197.4 мг. м-3) отмечена в Севастопольской бухте в 2001 г, а в Южной - в 2000 г (167.5 ± 85 мг. м-3).

Повышение доли некрозоопланктона (звездочки на рис. 2) сопровождалось, как пра­вило, снижением величин численности и био­массы жизнеспособного зоопланктона и на­оборот.

Сопоставляя три рассматриваемых района по всем количественным показателям, можно отметить, что в Круглой бухте, при наименьшем количестве мертвых особей, на­блюдались более низкие величины числен­ности и биомассы жизнеспособного зоопланк­тона, по сравнению с двумя другими бухтами (рис. 2 А). В Севастопольской и Южной бух­тах, при высоких величинах некрозоопланкто-на, показатели жизнеспособного зоопланктона о к азались выше, чем в бухте Круглая, особен­но в 2000 и 2001 гг. (рис. 2 Б, В).

Несколько иная картина отмечена у одного из массовых видов зоопланктона -Noctiluca scintillans. При значительных коле­баниях по годам, средняя биомасса этого вида за период 1998 - 2001 гг. в Круглой бухте была в 2 раза выше, чем в Южной, а количество мертвых особей - в 1.5 - 2 раза ниже. С повы­шением доли некрозоопланктона во всем зоо­планктоне увеличивалось количество мертвых особей и в популяциях N. scintillans, особенно в районе Южной бухты (табл. 1).

Табл. 1 Биомасса жизнеспособных (мг. м-3) и количество мертвых особей (%) в популяциях Noctiluca scintillans в связи с количеством некрозоопланктона во всем зоопланктоне (май - октябрь) Table 1 Biomass of viable (mg. m-3) and amounts of dead individuals (%) in Noctiluca scintillans populations and their connection with amounts of necrozooplankton in all zooplankton (May - October)

Год

Бухта Круглая

Бухта Южная

 

Биомасса, мг,

Некрозоопланктон (%)

Биомасса

Некрозоопланктон (%)

 

м-3

Noctiluca

Весь зоо-

мг, м-3

Noctiluca

Весь зоопланк-

 

 

scintillans

планктон

 

scintillans

тон

1998

192.8 ± 131.2

28

35

6.3 ± 4.7

46

56

1999

1.1 ± 1.0

29

23

2.0 ± 2.0

60

49

2000

4.7 ± 2.5

11

18

37.7 ± 37

14

25

2001

76.2 ± 26.8

23

16

8.1 ± 6.2

26

38

2003

 

 

 

3.1 ± 2.7

23

36

На рис. 3 для трех исследованных рай- стадии развития), Cladocera (все виды и разме-онов показаны изменения биомассы наиболее ры), личинок бентосных животных и N. массовых групп жизнеспособного зоопланкто- scintillans. В группу "прочие" включены орга­на: у представителей Copepoda (все виды и низмы размером от 0.2 до 5.0 мм, относящиеся

Годовые колебания количественных показателей зоопланктона .

к     Rotatoria,     Sagitta,     Harpacticoida     и      данные уловов, полученные каждый год в один Appendicularia. Во избежание временной ра-      и тот же день (рис. 3). зобщенности  при  сравнении, сопоставлены

бухта Круглая

%

100 80 60 40 20

бухта Севастопольская

100 80 60

40

20 0

1998

2000

В

э

О /2001 2003

1 999

ш7М

rTtf

FT/1"8

LI /1999

ЕЭ /2000 О /2001

/2003

бухта Южная

100 80 60 40 20 0

1 998 1999 2000 2001 2003

Larvae    Noctiluca Прочие

Copepoda Cladocera

Доля N. scintillans незначительна, за исключением уловов, выполненных 23.09.1999 в Севастопольской бухте, когда этот вид со­ставлял более половины общей биомассы. Во все годы наименьшее количество Noctiluca в

Морський екологічний журнал, № 2, Т. V. 2006

Рис. 3. Соотношение основных таксономических групп жизне­способного зоопланктона (по биомассе) в трех районах Сева­стопольского региона в сентябре: 17.09.1998; 23.09.1999; 6.09.2000;

20. 09.2001; 24.09.2003

Fig. 3. A ratio of zooplankton principal taxonomic groups of viable zooplankton (on a biomass) in three regions near Sevastopol in

September: 17.09.1998; 23.09.1999; 6.09.2000; 20. 09.2001; 24.09.2003

В Круглой бухте, по сравнению с двумя другими бух­тами, в 2000 г. отмечалось увели­чение жизнеспособных Cladocera (до 26.5 %) и уменьшение доли меропланктона. Так, в 2000 г. в Круглой бухте на личинки бен-тосных животных приходилось 36.7, в Севастопольской - 39.4, в Южной - 70.3 % всего жизнеспо­собного зоопланктона. Однако их качественный состав в сравни­ваемых бухтах был разным: в первых двух районах преоблада­ли личинки Mollusca и Cirripedia, а в Южной бухте - Polychaeta. Представители Copepoda и меро-планктон составляли большую часть суммарной биомассы сен­тябрьского зоопланктона во всех районах.

сентябре было отмечено в бухте Южной. На сборную группу "прочие" в Круглой и Сева­стопольской бухтах приходилось от 5 до 13.8 %, в Южной бухте доля "прочих" увеличивалась до 46.7 % в 1998 г. и до 19.2 % в 1999 г.

а счет преобладания Harpacticoida (рис. 3).

Обсуждение. Межгодовые различия в количественных показателях зоопланктона в значительной степени связаны с особенностя­ми гидрологии района, изменениями природ­ных и антропогенных факторов, в частности, с распределением поступающих загрязненных вод. Как было показано при анализе комплекс­ных исследований Севастопольской бухты в 1998 и 1999 гг., оценить состояние пелагиче­ской экосистемы в импактных зонах прибреж­ных акваторий, к которым относятся исследо­ванные нами районы, можно лишь при ком­плексном междисциплинарном подходе [11, 13, 17]. Из данных, приведенных в детальном обзоре основных источников загрязнения и их количеств, следует, что воды Севастопольско­го региона испытывали в основном влияние речных вод, значительных постоянных посту­плений городских промышленных и хозяйст­венно-бытовых стоков, чаще всего без доста­точной очистки, и склоновых (ливневых) вод [12]. По данным тех же авторов следует, что в Севастопольской бухте в целом функциониру­ет более 30 выпусков сточных вод, из них бо­лее 20 являются постоянно действующими. С этими выпусками поступает от 10 до 15 тыс. м3 в сутки неочищенных сточных вод. Роль лив­невых вод в загрязнении также велика, по­скольку они приносят в бухту большое коли­чество взвешенных и органических веществ, углеводородов, тяжелых металлов и биоген­ных элементов [10]. «Фактически Севасто­польская бухта превратилась в значительной мере в отстойник сточных вод» [12, стр. 145].

Сопоставляя по степени загрязнения три исследуемых района по данным в [12], можно убедиться, что в худшем положении находился (и, скорее всего, находится до сих пор) район Южной бухты. Однако и у Кон-стантиновского равелина и в Круглую бухту поступает значительное количество загрязнен­ных вод из разного рода выпусков, а в летнее время добавляются стоки городских пляжных зон [12, рис. 2]. Поэтому изменения количест­венных показателей зоопланктона в этих рай­онах за рассмотренный пятилетний период в первую очередь следует связывать с состоянием среды и уровнем антропогенного воздействия.

Наличие из года в год в планктоне зна­чительного количества мертвых особей и уве­личение их доли по направлению от Круглой бухты к Южной (рис. 1, 2) свидетельствуют об ухудшении условий обитания пелагических сообществ в этих районах. В связи с этим, ко­лебания количественных показателей жизне­способного зоопланктона достаточно велики. Различия величин численности жизнеспособ­ного зоопланктона при входе в Севастополь­скую бухту между 1999 - 2001 и 2001 - 2003

гг. оказались достоверны при p = 0.002. Во все прочие годы изменения по годам статистиче­ски не достоверны. Сравнение величин био­массы зоопланктона в том же районе за те же годы показало, что в 2001 г. они были в 4 раза выше, чем в 1999 и в 3 раза больше, чем в 2003 гг.(при p = 0.01). В районе бухты Южной дос­товерные различия величин численности и биомассы при p = 0.05 отмечались за послед­ние три года (2000 - 2003). Колебания по го­дам имели место и в количестве некрозоо-планктона. В районе Константиновского раве­лина наблюдалось достоверное снижение его количества в 3 раза в 2000 г., по сравнению с 1999 г., и дальнейшее повышение в 2 с лишним раза к 2003 г. (p = 0.003). В Южной бухте мак­симальное количество мертвых особей дохо­дило до 57 ± 37 % в 1998 и достоверно снижа­лось в 2000 г. (25 ± 7 %). Следовательно, наи­более существенные изменения в количествен­ных показателях прибрежные сообщества зоо­планктона претерпевали в 1998, 1999 (отмеча­лось наибольшее количество некрозоопланк-тона) и в 2000 гг. (наименьшее его количест­во). Такие изменения в количестве погибших особей, численности и биомассе жизнеспособ­ного зоопланктона обусловлены, надо пола­гать, колебаниями антропогенного загрязне­ния, уровень которого в рассматриваемых рай­онах был различным и претерпевал из года в год значительные колебания [13, 17, 18].

В немногочисленных публикациях, оценивающих многолетнюю динамику количе­ственных показателей зоопланктона Севасто­польского региона, как правило, приводятся лишь средне-годовые величины без детализа­ции по месяцам [1, 3, 4, 6, 8]. Такие данные не позволили оценить изменения, происходившие в предшествующие годы за период с мая по октябрь. Кроме того, в прибрежных районах Крыма до работы [16] оценка некрозоопланк-тона не проводилась. Поэтому сравнение вели­чин численности, полученных в период 1998 -2003 гг., с данными двадцатилетней давности проведено по суммарным величинам зоо­планктона, включающим как живых, так и мертвых особей, для двух районов: при входе в Севастопольскую бухту и в бухте Южной. Из работ: [1, рис. 5 для ст. 1 и 5] и [16, рис. 1] рас­считаны средние величины численности за шесть месяцев (май - октябрь) и сопоставлены с данными, полученными в настоящей работе

(рис. 4).

экз. м-3 60500

50500 40500 30500 20500

10500

500

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

Е В Павлова - Годовые колебания количественных показателей зоопланктона в прибрежье у севастополя

Е В Павлова - Акватория и берега севастополя экосистемные процессы и услуги обществу

Е В Павлова - Изучение характера локомоции у морских копепод с помощью метода главных компонент в лабораторных условиях

Е В Павлова - Труды севастопольской биологической станции том XI

Е В Павлова - Цикл развития и некоторые данные по росту penilia avirostris dana в севастопольской бухте