Н М Шурова - Современное состояние поселений мидий западного и северо-западного шельфа черного моря - страница 1

Страницы:
1 

удк 594.124(262.5)

Н. М. Шурова

Одесский филиал Института биологии южных морей НАН Украины, г.Одесса

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕЛЕНИЙ МИДИЙ ЗАПАДНОГО И СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО ШЕЛЬФА ЧЕРНОГО МОРЯ

Размерно-возрастная структура поселений, коэффициенты смертности, про­должительность жизни, средний возраст мидии Mytilus galloprovincialis, доля еже­годного пополнения поселений молодью были определены на основе выборок мол­люсков, собранных драгой на глубинах от 15 до 71 м в различных районах западно­го и северо-западного шельфа Черного моря. Максимальный возраст мидий в этом регионе моря составил 10 лет. Моллюски такого возраста встречены только на Бол­гарском шельфе на глубине 32 - 42 м. Смертность мидии в этом районе минималь­на и здесь ежегодно выживает около 60 % от первоначальной численности моллю­сков. Было проанализировано влияние некоторых факторов («регион», глубина обитания моллюсков, соленость вод, насыщение (%) придонных вод кислородом, наличие стратификации водных масс и тип донных осадков) на уровень пополнения поселений молодью, смертность моллюсков, продолжительность жизни мидии. Сравнительный анализ популяционных показателей современных поселений мол­люска с показателями поселений прошлых лет указывает на некоторое снижение уровня смертности мидий на мелководье шельфа Украины.

Мидия Mytilus galloprovincialis широко распространена в Черном море. Поселения этого моллюска формируются на илистых, песчаных, а также практически на всех видах твердых субстратов. Обычно в составе мидиево-го зооценоза встречаются различные виды беспозвоночных и молодь рыб. Этот коммерческий моллюск имеет также большое значение, и как объект марикультуры. В начале 60-х гг. на большой площади северо-западного шельфа Черного моря мидии образовывали многочисленные, плотные, про­тяженные поселения, носящие название «мидиевые поля». В 70-е - 90-е гг. в этом регионе практически ежегодно наблюдалась длительная гипоксия придонных вод, которая часто заканчивалась заморами донных организмов. Это отрицательно влияло на структуру поселений мидии. Более высокая гибель наиболее крупных, половозрелых моллюсков в период аноксии яв­лялась причиной постоянного омоложения поселений мидии [1]. Так, за пе­риод 1984 - 1992 гг. средний возраст мидий в поселениях Украинского шельфа Черного моря уменьшился более чем вдвое. Максимальная продол­жительность жизни моллюсков снизилась за этот период с 28 до 10 лет. Значительное уменьшение в поселениях количества мидий старших возрас­тных групп, уровень репродукции которых заметно выше, чем у молодых моллюсков, привело к снижению коэффициента их воспроизводства. По сравнению с 1985 г. его значения снизились более чем в 10 раз [2].

Было проанализировано влияние протяженности зоны придонной ги­поксии на параметры популяции мидий Черного моря. Установлена поло­жительная корреляция между площадью, охваченной гипоксией, и коэффи­циентом смертности мидий, величиной пополнения поселений молодью и

© Н. М. Шурова, 2005отрицательная - со средним возрастом мидии, коэффициентом воспроиз­водства моллюска [3]. В период 1993 - 2003 гг. популяционные параметры мидии этого региона не анализировались.

Целью данной работы явилось изучение параметров современной популя­ции мидии западной и северо-западной части Черного моря, анализ их измен­чивости в пространстве и во времени, их взаимоотношение с факторами среды.

Материал и методы. Материалом для данной работы послужили бен-тосные пробы мидий, собранные на глубине 15 - 71 м в международном рейсе на НИС «Academic». Работы выполнялись в прибрежной зоне Болга­рии, Румынии, Украины в период с 24 сентября до 13 октября 2003 г. Пробы отбирались драгой на 19 станциях (рис.1), где наблюдались наиболее массо­вые поселения этого моллюска.

Индивидуальный возраст мидий определялся методом склерохроноло-гии [4], в основе которого использовался подсчет ежегодных зон роста, вы­являемых во внутреннем, перламутровом слое раковины. В качестве про­должительности жизни мидии использовался предельный возраст 95 % чис­ленности популяции моллюсков. Средний возраст мидий вычислялся как средняя геометрическая всех возрастных классов поселения.

Коэффициент смертности мидии Z был рассчитан по формуле:

Nt = N0 exp{- zt>,

где Nt - численность мидии возраста t; N0 - первоначальная численность моллюска.


Изменчивость параметров популяции мидий во времени анализировали на основе их сравнения с показателями, полученными в предыдущие годы на станциях с аналогичными (или очень близкими) координатами и глуби­нами. Типы донных осадков выявлялись визуально на основе доминирова­ния составляющих грунта. Всего выделено 6 типов субстрата: ил, песок, ракуша с илом, ракуша с песком, твердый каменистый грунт, глина с при­месью ракуши. При статистической обработке материала использовали дисперсионный (ANOVA, ANCOVA) и корреляционный анализы.

Результаты и обсуждение. Размерная структура поселений моллюсков в изучаемых нами регионах существенно различается. Численность юве-нильных и старых моллюсков в поселениях, как правило, не одинакова даже в пределах одного региона. Анализ размерной структуры поселений мидий, собранных на одной и той же глубине, но в разных регионах, показывает (рис.2), что по мере продвижения на северо-восток от побережья Болгарии в более опресненные реками участки моря доля мелкоразмерных (молодых) моллюсков в поселениях постепенно увеличивается, а крупноразмерных, более старых особей - уменьшается.

В различных регионах моря существенно колеблется максимальная длина раковин мидии (табл.1). Наиболее крупные моллюски, длиною до 96,9 мм, были обнаружены на глубине 37 м в районе Болгарского шельфа. Максимальная длина створок мидий, собранных на Румынском шельфе, со­ставила 74,7 мм, на шельфе Украины - 69,8 мм. С помощью регрессионного анализа выявлена (r = - 0,859; p < 0,001) отрицательная взаимосвязь макси­мальной длины мидии Lmax и коэффициента смертности моллюска Z. Анализ варианс подтвердил наличие статистически значимой взаимосвязи Lmax и Z (F = 4,25; p = 0,0331). Установлена также отрицательная взаимосвязь макси­мальной длины мидии и глубины обитания моллюска (r = - 0,70; p = 0,0197).

Возрастная структура различных поселений мидий характеризовалась крайней неоднородностью (рис.3 - 6). Различия проявлялись как в количе­стве возрастных классов, так и в их соотношениях. Следует отметить, что характер возрастной структуры поселений моллюсков определяется степе­нью ежегодного пополнения молодью и уровнем смертности мидии.

Как видно из табл.1, эти показатели даже в пределах одного региона существенно колеблются. Максимальный возраст мидий в различных посе­лениях изменялся с 2 до 10 лет. Мидии возрастом 8 - 10 лет встречались только в поселениях Болгарского шельфа. Выявлена прямая корреляционная

 

180 m 160

§ 140 о

2 120

С 100 О

5 80

g 60 о

s 40

20

0

 

 

Р и с . 2 . Размерная структура поселений мидий с глубины 25 м шельфа Болгарии (ct.10BG025), Румынии (CT.41SU025) и Украины (ст.56РН025).


зависимость (r = 0,816; p = 0,0252) максимального возраста мидии и уровня (%) насыщения придонных вод кислородом.

Анализ варианс (ANCOVA) при использовании в качестве ковариансы глубины обитания мидий позволил выявить статистически значимое влия­ние (F = 4,0; p = 0,0229) на максимальный возраст моллюска характера грунта. Наивысший возраст мидий отмечался на ракуше с илом, минималь­ный - на глине.


 

-♦— 25CT045 -■— 37SG035 41SU025

 

4+ 6+ Возраст, год


0+   1+   2+   3+   4+   5+   6+ 7+ Возраст, год

Рис . 5 . Возрастная структура поселений мидий с раз­личных станций Румынского шельфа.

 


 

 

45ZB025 -■—48DN025 49DN015 56PH025

 

10+

0+

2+

 

8+

4+ 6+ Возраст, год

Р и с . 4 . Возрастная структура поселений мидий раз­личных районов Болгарского шельфа.

0+   1+   2+   3+   4+   5+   6+ 7+ Возраст, год

Рис . 6 . Возрастная структура поселений мидий из различных станций Украинского шельфа.

10000

 


-♦— Болгария <■—Украина

Румыния ■X—Общая

 

Рис . 7 . Возрастная структура поселений мидий из различных районов западного и северо-западного шельфа Черного моря.

 

Средний возраст в различных поселениях моллюска изменялся с 0,6 до 5 лет. Низкие значения этого параметра характерны поселениям мидии из опресненных вод Румынии и Украины. Анализ кривых убывания численно­сти возрастных групп (рис.3 - 7) указывает на нарушения стационарности структуры поселений моллюска, вызванные низким уровнем пополнения поселений молодью, наблюдаемым в последние годы.

Особенно остро это проявляется на шельфе Болгарии (рис.3), хотя по­добное явление характерно и для всего изучаемого региона в целом.

Анализ варианс (ANOVA) позволил выявить наличие статистически значимой взаимосвязи (F = 4,47; p = 0,0495) доли осевшей молоди и глуби­ны обитания моллюсков. В поселениях моллюска, расположенных на глу­бине 15 - 26 м, доля осевшей молоди оказалась в 3 раза выше, чем в более глубоководных поселениях моллюска. Многофакторный анализ, при кото­ром в качестве ковариансы использовалась глубина обитания мидии, пока­зал, что на долю осевшей молоди мидии в поселении существенное влияние оказывает фактор «регион» (F = 4,53; p = 0,0288), стратификация водных масс (F = 15,07; p = 0,0013) и характер донных осадков (F = 3,45; p = 0,0333). Процент осевших моллюсков в 3 - 4 раза оказался выше в поселениях, рас­положенных на каменистом субстрате и на ракушечнике с примесью песка.

Стационарность возрастной структуры поселений мидий определяется не только уровнем ежегодного пополнения молодью, но и уровнем смерт­ности моллюска. Коэффициент смертности мидии оказался минимальным (0,238 год-1) на Болгарском шельфе в районе побережья Бургаса на глубине 43 м. Здесь ежегодно выживает около 79 % первоначальной численности моллюска. Наибольший уровень смертности мидий, обитающих на Болгар­ском побережье (коэффициент смертности 1,028 год-1) отмечен на глубине 63 м в районе м.Калиакра. Здесь ежегодная выживаемость мидии составляет 36 % первоначальной численности моллюска. В среднем для шельфа Болга­рии коэффициент смертности мидии составил 0,365 год-1, а ежегодная вы­живаемость - 69 %.

На шельфе Румынии наименьшие значения коэффициента смертности (0,576 год-1) отмечены на CT.21MG025 в поселении моллюска, расположен­ном на глубине 24 м на каменистом грунте. Ежегодная выживаемость ми­дий здесь составила 56 %. Наибольший уровень смертности (коэффициент смертности 1,78 год-1) зарегистрирован в районе устья Дуная (Сулина) на глубине 26 м. Ежегодная выживаемость мидии в этом регионе составила всего 17 % первоначальной численности моллюска. В среднем для мидий шельфа Румынии коэффициент смертности моллюска составляет 0,77 год-1, а ежегодная выживаемость - 46 %.

На шельфе Украины наименьшая смертность мидии (0,688 год-1) отме­чена у Днестра на CT.49DN015 на глубине 16 м. Здесь ежегодно выживает около 50 % численности моллюска. Наибольшая смертность моллюска (ко­эффициент смертности 1,3 год-1) наблюдался на глубине 25 - 26 м в районе филлофорного поля Зернова (ct.48DN025 и 56PH025). Ежегодная выживае­мость моллюска в этой части моря составила 26 %. В среднем для мидий шельфа Украины коэффициент смертности моллюска составляет 0,99 год-1, а ежегодная выживаемость - 37 %.

Выявлена отрицательная корреляционная зависимость (r = - 0,860; p = 0,0003) между уровнем насыщения вод кислородом (%) и коэффициен­том смертности мидии Z. Следует отметить, что в этот период уровень на­сыщения придонных вод кислородом изменялся от 47 до 87 %.

Выявленная зависимость описывается следующим уравнением:

% O2 = 100,5 - 27,87-Z.

Поскольку коэффициент корреляции довольно высокий, то данное уравнение с некоторой долей допущения может быть использовано при прогнозной оценке смертности мидии.

Многофакторный дисперсионный анализ, при котором в качестве кова-риансы использовалась глубина обитания мидии, показал достоверное влияние на коэффициент смертности мидий следующих факторов: регион исследования (F = 6,15; p = 0,012), стратификация водных масс (F = 15,89; p = 0,0011) и тип донных осадков (F = 4,62; p = 0,0139).

Как уже было сказано выше, наименьшие показатели смертности харак­терны для мидий с побережья Болгарии. По мере продвижения с юга Болга­рии на северо-восток смертность моллюска возрастает, достигая максимума в более опресненных участках моря. На станциях, где отмечалась стратифи­кация водных масс по температуре и солености, средние значения коэффи­циента смертности мидий были вдвое выше, чем на станциях, где стратифи­кации водных масс не наблюдалось. Анализ достоверности различий смерт­ности мидий, обитающих на различных типах донных осадков, показал, что наибольшие значения коэффициента смертности моллюска наблюдаются на глине и ракуше с песком, а наименьшие - на ракуше с илом.

Продолжительность жизни моллюска в тех или иных условиях среды определяется характером ежегодного пополнения поселений молодью, смертностью мидий и уровнем выживаемости моллюска.

Как показали наши исследования, максимальная продолжительность жизни моллюска (7 лет) характерна для глубин 15 - 45 м Болгарского шель­фа. Минимальные значения этого показателя (1 год) отмечены для мидий из приустьевых поселений шельфа Румынии с глубины 26 м, где отмечены и максимальные значения коэффициента смертности мидии (1,78 год-1). В районах, где отмечалась стратификация водных масс, наблюдалась прямая


взаимосвязь (r = 0,82; p = 0,0252) показателя продолжительности жизни ми­дии и уровня (%) насыщения кислородом придонных вод.

Анализ изменений характеристик смертности и выживаемости мидий во времени (табл.2) показывает, что по сравнению с уровнем 90-х гг. на Болгарском шельфе (ct.04VA045) эти показатели практически не измени­лись. Хотя к 2003 г. в этом поселении мидии появилась ничтожно малая до­ля (0,3 %) десятилетних моллюсков.

На некоторых станциях Украинского шельфа (особенно на CT.49DN015 и 45ZB025) смертность мидии к осени 2003 г. заметно снизилась, при этом доля (%) ежегодного выживания численности моллюска и максимальный возраст мидии увеличились, что может свидетельствовать о некотором улучшении состояния популяции мидий на небольших глубинах (16 - 26 м) шельфа Украины.

Выводы. Наименьший уровень смертности характерен для мидий с по­бережья Болгарии. По мере продвижения с юга Болгарии на северо-восток смертность моллюска возрастает, достигая максимума в более опресненных участках моря. На коэффициент смертности мидий достоверно оказывают влияние: регион исследования, стратификация водных масс и тип донных осадков.

Максимальная продолжительность жизни моллюска характерна для по­селений мидий Болгарского шельфа. Минимальные значения этого показа­теля отмечены для мидий из приустьевых поселений шельфа Румынии. В районах, где отмечается стратификация водных масс, наблюдается прямая взаимосвязь продолжительности жизни мидии и уровня насыщения вод ки­слородом.

Выявлены нарушения стационарности структуры поселений моллюска, вызванные низким уровнем пополнения поселений молодью, наблюдаемым в последние годы. Особенно остро это проявляется на шельфе Болгарии. Наблюдается взаимосвязь доли осевшей молоди и глубины обитания мол­люсков. На величину осевшей молоди мидии в поселении существенное влияние оказывают факторы - «регион», стратификация водных масс и ха­рактер донных осадков.

По сравнению с 90-ми гг. прошлого столетия на некоторых станциях, расположенных на небольших глубинах Украинского шельфа, смертность мидии заметно снизилась, при этом доля ежегодного выживания численно­сти моллюска и максимальный возраст мидии увеличились, что свидетель­ствует о некотором улучшении состояния популяции мидий в этом регионе.

Список литературы

1.       Shurova N.M. Influence of hypoxia on the state of the population of the Black Sea mussels // The Black Sea ecological problems: Collected papers / SCSEIO.- Odessa: SCSEIO.- 2000.- P.286-290.

2.       Shurova N.M. Long-term changes in the population characteristics of the Black Sea mussels // Unitas Malacologica. 12th International Malacological Congress.- Vigo, Spain, 1995.- P.266.

3.       Shurova N.M., Studnichenko S.V. The degradation of the Black Sea mussel settlements as a result of eutrophication and hypoxia // Inter. confer. 30th PACEM in Maribus. October 27-30, 2003.- Kiev, 2003.- P.22-23.

4.       Шурова Н. М., Золотарев В.Н. Сезонные слои роста в раковинах мидий Черно­го моря // Биология моря.- 1988.- № 1.- С.18-22.

Материал поступил в редакцию 28.02.2005 г.

Страницы:
1 


Похожие статьи

Н М Шурова - Состояние естественных поселений мидий северо-западной части черного моря

Н М Шурова - Межгодовая изменчивость возрастной структуры популяции мидий mytilus galloprovincialis в северо-западной части черного моря

Н М Шурова - Оценка состояния поселений мидии северо-западного шельфа украины, важного биоресурса и объекта марикультуры

Н М Шурова - Пути повышения эффективности функционирования прибрежных поселений мидий в системе биологической мелиорации морских вод

Н М Шурова - Современное состояние поселений мидий западного и северо-западного шельфа черного моря