Исследование зоопланктона Магнитогорского водохранилища

ФЛОРА И ФАУНА ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

В. В. Речкалов, А. А. Кузнецова

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗООПЛАНКТОНА МАГНИТОГОРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

В ходе исследования изучен видовой состав и распределение зоопланктона по акватории Магнитогорского водохранилища. Установленная пространственно-временная неравномерность распределения организмов объясняется сезонными изменениями в структуре зоопланктонного сообщества. На фоне типичного для русловых водохранилищ распределения гидробионтов выявлены признаки влияния локального источника сильного органического загрязнения.

Ключевые слова: зоопланктон, водохранилище, горизонтальное распределение.

Работа современных промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а также городской инфраструктуры требует стабильного водоснабжения, которое сложно обеспечить в условиях межсезонной и межгодовой неравномерности стока. Это обстоятельство вынуждает строить дорогостоящие гидротехнические сооружения и создавать каскады водохранилищ, что, в свою очередь, порождает целый ряд разнообразных экологических проблем. Одним из наиболее неприятных последствий строительства водохранилищ является ухудшение качества воды.

Зарегулирование стока и связанное с этим нарушение гидрологического и гидрохимического режимов приводит к перестройке структуры водного биоценоза. Массовое развитие сине-зеленых водорослей значительно ухудшает качество воды и создает помехи при водоподготовке. Организмы зоопланктона в этом случае оказываются не в состоянии подавить их численность из-за засорения фильтрующего аппарата органической взвесью и угнетения токсичными выделениями.

На фильтраторов зоопланктона значительное воздействие оказывает пресс хищничества рыб. Структуру ихтиоценоза обычно не связывают с качеством воды. Тем не менее известны факты, свидетельствующие о том, что выедание рыбой крупных кладоцер и калянид может существенно снижать эффективность фильтрации, тем самым замедляя процессы самоочищения воды [5].

Состояние экосистемы водохранилища в значительной мере определяется структурой гидробиоценоза, оптимизация которой невозможна без изучения особенностей функционирования его основных элементов. Одним из ключевых элементов водных сообществ является зоопланктон.

Магнитогорское водохранилище — мелководный водоем руслового типа (средняя глубина — 5,5 м), площадью 33,4 км2. Оно создано на р. Урал в 1931 году для обеспечения водой строящегося Магнитогорского промышленного узла. Позднее эту функцию стало выполнять расположенное выше в каскаде более крупное Верхнеуральское водохранилище. В настоящее время Магнитогорское водохранилище — резервный, аккумулирующий бассейн, имеющий комплексный характер использования. Несмотря на продолжительный период эксплуатации, сведения о его населении носят фрагментарный характер и ограничиваются констатацией степени цветения воды и значений средней за сезон биомассы фитопланктона [1].

Цель настоящей работы — выяснить особенности таксономической структуры зоопланктона и характер его распределения по акватории Магнитогорского водохранилища.

Наблюдения проводились на Магнитогорском водохранилище в течение периода вегетации 1995 года на 13 станциях. Отобрано 3 серии проб: 1-5 мая, 8-13 июня, 1-6 августа. Расположение станций приведено на рис. 1.

Акватория водохранилища была условно разделена на 7 участков: I — в зоне подпора (ст. 1А); II — между Северным и Центральным переходом (ст. 1); III — между Центральным и Южным переходом (ст. 2, 3, 5); IV — ниже Южного перехода (ст. 4); V — ниже Нового перехода (ст. 6, 7, 8); VI — приплотинный участок (ст. 9, 10, 11); VII — ниже плотины водохранилища (ст. 12).

Отбор проб осуществлялся путем облова столба воды сетью Джеди диаметром 18 см, газ-сито № 72. При разборе использовался стандартный счетный метод [2].

В ходе исследования было обнаружено 43 вида гидробионтов: 15 видов Cladocera, 13 видов Copepoda, 15 видов Rotatoria.

В табл. 1 приведен видовой состав ветвистоусых ракообразных (Cladocera). Из числа представителей данного отряда к круглогодичным видам относятся: Bosmina longirostris, Daphnia longispina и Leydigia leydigii. Остальные виды встречаются преимущественно в сезон вегетации. Практически все являются настоящими фильтраторами, за исключением хищников By-thotrephes longimanus и Leptodora kindtii. К обитателям зарослей макрофитов можно отнести Sida cristallina и представителей рода Alona. В начале мая в составе планктона присутствуют перезимовавшие особи осенних генераций четырех видов: Alona quadrangularis, Bosmina longirostris, Chidorus sphaericus, Daphnia longispina. Наибольшее видовое разнообразие кладоцерно-го планктона в июне объясняется тем, что в достаточно прогретой к этому времени воде в массе развиваются диатомовые и зеленые водоросли, создавая тем самым оптимальные трофические условия. Дальнейшее развитие сине-зеленых водорослей подавляет фильтраторов.

Таблица 1

Видовой состав Cladocera Магнитогорского водохранилища

Виды Май Июнь Август

Alona quadrangularis (Muller, 1785) + + -

Alona rectangula (Sars, 1862) - + +

Bosmina kessleri (Uljanin, 1872) - + +

Bosmina longirostris (Muller, 1785) + + +

Bythotrephes longimanus (Ischreyt, 1930) - + +

Ceriodaphnia quadrangularis (Muller, 1785) - + -

Chidorus sphaericus (Muller,1785) + + -

Daphnia longispina (Muller, 1785) + + +

рабочих станций. Римскими цифрами (I—VII) обозначены выделенные участки

Виды Май Июнь Август

Daphnia cucullata (Sars, 1862) - + +

Diaphanosoma brachiurum (Lilljeborg, 1900) - + +

Macrotrix laticornis (Jurine, 1820) - + -

Moina micrura (Kurz, 1874) - + +

Leptodora kindtii (Focke, 1844) - + +

Leydigia leydigii (Leydig, 1860) - + -

Sida cristallina (Muller, 1776) - + -

Анализ распределения С1аёосега по акватории водохранилища (рис. 2) позволяет выявить две особенности. Во-первых, это присутствие в нижней части водоема стабильного ядра, обусловленного развитием крупного фильтратора Б. 1оп§1врта. Во-вторых, формирование в верхней части водохранилища (участки II, III) весьма изменчивого кла-доцерного комплекса, что связано со значительными колебаниями уровня воды, изменением объемов привносимого рекой вещества, развитием макрофитов. Здесь высокой численности достигают мелкие кладоцеры с коротким циклом развития. В мае значительная роль принадлежит детритоядному хидорусу. В июне увеличивается доля А1опа и СепоёарЬша. В августе к фильтраторам БарИта и ВоБшта присоединяется хищная Ьер-1;оёога.

Видовой состав представителей отряда веслоногих ракообразных (Сорероёа) приведен в табл. 2. Сезонные изменения в составе планктонных циклопид связаны с особенностями их жизненного цикла. Некоторые виды (А. уш^б, С. Б^епциБ, Е. БеггиЫш, Р. йшЬпаШБ) являются дициклическими: в июне они завершают размножение и наиболее теплое время года проводят в состоянии диапаузы на стадии младших копеподи-тов. Этим объясняется их отсутствие в августовских пробах. Основную биомассу Сус1оро1ёа составляют полициклические представители родов МеБосус1орБ и ТИегшо-сус1орБ. Крупные хищные виды (А. уегпаНБ, С. уютиБ) встречаются в течение всего периода наблюдений.

Таблица 2

Видовой состав Copepoda Магнитогорского водохранилища

Виды Май Июнь Август

Cyclopoida

Acantocyclops vernalis (Ficher,1853) + + +

Acantocyclops viridis (Jurine,1820) - + -

Cyclops vicinus (Uljanin,1875) + + +

Cyclops strenuus (Ficher,1851) + + -

Eucyclops macrurus (Sars,1863) - + -

Eucyclops serrulatus (Ficher,1838) + + -

Macrocyclops albidus (Jurine,1820) - + -

Mesocyclops leuckarti (Claus,1857) + + +

Paracyclops fimbriatus (Sars,1853) - + -

Thermocyclops crassus (Ficher,1853) + + +

Thermocyclops oithonoides (Sars,1863) + + +

Calanoida

Diaptomus denticornis (Wierzejski,1882) - + -

Eudiaptomus graciloides (Lilljeborg,1889) + + +

Весной на прогретых мелководьях появляются науплиусы (рис. 3). В нижней части водоема в это время еще присутствуют крупные перезимовавшие особи С. уюшш. По мере прогрева толщи воды количество науплиусов увеличивается вдоль продольной оси

водохранилища. В это время в верхних створах значительно повышается роль копепо-дитных стадий. Основу половозрелого циклопидного комплекса составляют виды рода МеБосус1орБ и А.уегпаИБ.

МАИ

III IV V VI

ИЮНЬ

% ИЮНЬ

ВоБшта  БарИта  Ьер1оёога

Мота 0А1опа И Сег^арИт

03 СЫёогиБ  Другие виды

Рис. 2. Доля представителей отдельных родов в общей биомассе СШосега

Mesocyclops

C.vicinus ПП Cop.

I M.oithonoides Ш Cyclops

В A.vernalis  Другие виды

В Nauplii

Рис. 3. Доля представителей отдельных групп в общей биомассе Cyc1opidae

Представители подотряда Ca1anoida (Е. graci1oides)в течение всего периода наблюдений населяют нижние наиболее глубокие части акватории. Это явление характерно и для других водохранилищ [4].

Основу биомассы коловраток на протяжении всего года составляет факультативный хищник АБр1апсИпа pгoidonta (рис. 4). Все остальные виды являются тонкими фильтра-торами (табл. 3).

При этом на участках III и IV в мае и августе отмечается массовое развитие коловраток рода ВгасЫопш, являющихся индикаторами сильного органического загрязнения. На органическое загрязнение указывает также присутствие на участке IV в августе значительного количества мелкой коловратки К. quadrata.

%

100

8%'

(50'

40'

20,

%'

%%

10%'

80

60

40

20'

0'

0о

100

80

60

40

20

0

Asplanchna  Brachionus  Keratella Рис. 4. Доля представителей отдельных родов в общей биомассе Rotatoria

Таблица 3

Видовой состав Rotatoria Магнитогорского водохранилища

Виды Май Июнь Август

Asplanchna priodonta (Gosse,1850) + + +

Brachionus angularis (Gosse,1851) + + -

Brachionus caliciflorus (Pallas,1766) + + +

Brachionus quadridentatus (Hermann,1783) - + -

Euchlanis dilitata (Ehrenberg,1832) + + +

Euchlanis lyra (Hudson,1886) - + +

Filinia longiseta (Ehrenberg,1834) - + +

Hexartra mira (Hudson,1871) - + +

Kelicotia longispina (Kelicott,1879) + + +

Keratella cochlaris (Gosse, 1851) + + +

Keratella quadrata (Muller, 1786) + + +

Notholca acuminata (Ehrenberg, 1832) - + -

Polyartra vulgaris (Carlin, 1843) + + +

Synchaeta sp. (Ehrenberg, 1832) - + -

Trichocerca sp. (Lamark, 1801) + - -

Кроме того, на участке IV наблюдается снижение общей биомассы зоопланктона и замещение крупных форм гидробионтов более мелкими. Представители рода БарИта замещаются более мелкими ветвистоусыми рачками Мота и ВоБшта. Суе1оро1ёа представлены науплиусами и копеподитами младших стадий, половозрелые особи отсутствуют.

Проведенный анализ таксономической структуры зоопланктонного сообщества показывает, что наибольшее разнообразие гидробионтов отмечается в июне, когда прогрев воды совпадает с благоприятными трофическими условиями. В августе условия ухудшаются из-за массового развития сине-зеленых водорослей.

В табл. 4 приведены усредненные количественные показатели развития зоопланктона. Значения численности и биомассы зоопланктона по станциям отбора проб рассмотрены нами ранее [3].

Таблица 4

Численность, биомасса и средняя масса гидробионтов

Группа Май Июнь Август

Cladocera О, о, <n1 о" 0,0448 43,28 1,83 0,0423 23,33 0,52 0,0223

Calanoida С-- сч ч °, о" о1 0,0426 4,47 0,09 0,0201 8,94 0,14 0,0157

Cyclopoida 15,85 0,44 0,0278 2 5 cn о1 0,0159 101,54 0,84 0,0083

Nauplii 47,34 0,12 0,0025 10,60 0,02 0,0019 23,76 0,05 0,0021

Rotatoria 7,40 0,06 0,0081 3,45 0,02 0,0058 25,43 0,04 0,0016

Сумма 73,07 0,73 0,0099 71,22 2,11 0,0296 183,00 1,59 0,0087

Примечание: в числителе — численность, тыс. экз./м3; в знаменателе — биомасса, г/м3; курсивом выделены значения средней массы гидробионтов по группам, мг; жирным курсивом отмечены значения средней массы для всех организмов зоопланктона, мг.

Из таблицы следует, что в июне по численности и биомассе доминируют Cladocera, а в мае и августе — Cyclopoida. Снижение значения биомассы, приходящегося на одну особь, отмечается для всех групп гидробионтов в течение сезона вегетации. Это происходит в результате: отмирания взрослых перезимовавших особей; массового развития молоди; появления представителей более мелких теплолюбивых видов.

Известно, что для зоопланктона водохранилищ характерно два пика биомассы в течение сезона вегетации. В связи с этим можно предположить, что майская съемка приходится на весенне-летний подъем биомассы, июньская — на его пик, а августовская — на летнюю депрессию планктона. Тогда значение средней за сезон вегетации биомассы лежит в промежутке между значениями июня и августа, и составляет около 2 г/м3.

Таким образом, в ходе проведенного исследования обнаружено 43 вида гидробионтов. Наибольшее число видов отмечается в июне. В это время в планктоне доминируют ветвистоусые, в мае и августе — циклопиды.

В верхней части водохранилища основу сообщества составляют мелкие кладоцеры (Bosmina, Moina) и полициклические циклопиды. В нижней части в массе развиваются крупные фильтраторы Daphnia longispina и Eudiaptomus graciloides и крупные хищные рачки Cyclops vicinus.

На участке IV наблюдается нарушение общей картины распределения: уменьшаются показатели обилия, крупные формы гидробионтов замещаются более мелкими, способ-

ными существовать в условиях густой органической взвеси. То есть на фоне типичного для русловых водохранилищ распределения организмов проявляются признаки влияния локального источника сильного органического загрязнения.

Список литературы

1. Кривопалова, З. Ф. Природа Челябинской области. Гл. V. Поверхностные и подземные воды / З. Ф. Кривопалова. Челябинск : ЧГПУ, 2000. С. 106-163.

2. Методические рекомендации по сбору и обработке материалов при гидробиологических исследованиях на пресноводных водоемах. Зоопланктон и его продукция / под ред. Г. Г. Винберга. Л. : ГосНИОРХ, 1984. 34 с.

3. Речкалов, В. В. Распределение зоопланктона по акватории Магнитогорского водохранилища / В. В. Речкалов, А. А. Кузнецова // Проблемы экологии Южного Урала : Вестн. Оренбург. гос. ун-та. 2007. Вып. 75. С. 285-291.

4. Скопцов, В. Г. Роль рыб-планктофагов в формировании структуры планктонного сообщества озера / В. Г. Скопцов, Т. В. Крупенникова // Экология. 1982. № 5. С. 41-45.

О. А. Магазов, К. А. Дубчак

БИОЛОГИЯ И ПРОМЫСЛОВОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПЛОТВЫ Rutilus rutilus (Linnaeus, 1758) АРГАЗИНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

Плотва Аргазинского водохранилища отличается лучшими показателями роста по сравнению с другими водоемами Челябинской области. Существующая промысловая нагрузка оказывает положительное влияние на популяцию плотвы в водохранилище. Описано изменение пластических признаков с ростом рыб.

Ключевые слова: промысловая нагрузка, популяция плотвы, водохранилище, пластические признаки, рост рыб.

Аргазинское водохранилище — крупнейший водоем Челябинской области, основной источник питьевого водоснабжения города Челябинска. Более 50 лет водохранилище активно используется как рыбохозяйственный водоем. Несмотря на регулярное вселение ценных промысловых видов рыб, основную роль в уловах сохраняют местные виды. Среди последних доминирующее положение занимает плотва. В данной работе дается характеристика линейного роста, морфометрии и промыслового значения плотвы Арга-зинского водохранилища и рассматривается влияние промысла и рыбоводных мероприятий на популяцию плотвы.

Методика и материал. Сбор материала проводился 8, 10 октября 2004 года в окрестностях поселка Аргази ставным неводом с ячеей 16 мм и сетями с ячеей 32 мм и выше. Для исследования морфометрии было отобрано 86 экз., рост изучался по 304 экз. Обработка материала велась по общепринятой методике [5]. Длину рыб измеряли мерной доской с точностью до 1 мм и взвешивали на бытовых весах с точностью до 1 г. Число колец на чешуе определялось с использованием фотоувеличителя. Радиусы колец измерялись циркулем и линейкой с точностью до 1 мм. Рост реконструировался по методике

Э. Леа и по возрастным группам. Пластические признаки измерялись на фиксированном в 4 %-м формалине материале циркулем и линейкой с точностью до 1 мм. Для статистической обработки результатов использовался табличный редактор Microsoft Excel.

Линейный рост. Данные по линейному росту приведены в табл. 1. Обращает на себя внимание высокая изменчивость показателей роста, реконструированного методом Леа.