Сообщества обрастания причальных сооружений в бухтах Житкова и Парис (о-в русский, залив петра Великого, японское море)

УДК 639.3/.6

СООБЩЕСТВА ОБРАСТАНИЯ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ В БУХТАХ ЖИТКОВА И ПАРИС

И.А. Кашин, Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН; С.И. Масленников; Е.В. Смирнова, Дальрыбвтуз, Владивосток

Отбор проб обрастания причальных сооружений в бухтах Житкова и Парис о-ва Русского производился сотрудниками Института биологии моря с 7 по 10 октября 2008 г. Произведено обследование 3 объектов. Выделено два горизонта формирования сообществ обрастания: верхний и нижний.

Комплекс гидробиотехнических сооружений водоснабжения и сооружений для содержания гидробионтов в неволе является важнейшим в системе функционирования океанариума. Но, как известно, любые объекты, находящиеся в море, подвергаются интенсивному обрастанию.

Установлено, что на сетках грубой очистки развивается обильное обрастание двустворчатых моллюсков с биомассой до нескольких десятков кг/м2, что снижает пропускную способность сеток приблизительно в 2 раза [1].

Высокая скорость тока воды в трубопроводах способствует лучшему росту и развитию одних видов обрастателей (баланусов, гидроидов, мидий) и препятствует существованию других. Часто в водоводах обитают колониальные организмы - мшанки, гидроиды и асцидии. Для них достаточно прикрепления одной личинки, из которой развивается мощная колония. В водоводах умеренной зоны в многолетнем обрастании, как правило, доминируют мидии [2].

При содержании морских гидробионтов в неволе используются разнообразные гидротехнические и гидробиотехнические сооружения (трубопроводы, дамбы, аквариумы, садки, вольеры и пр.). Все эти сооружения имеют большое экологическое значение в силу своего воздействия на течение, волнение, освещенность и температуру воды, а также видовой состав, численность и биологическую продуктивность сообществ, которые находятся в зоне их влияния [3]. Гидробиотехнические сооружения для содержания гидробионтов в морской среде являются субстратом для организмов обрастателей, поэтому становятся частью окружающей среды, существенно изменяя динамику, состав и свойства экосистем [4]. Для эффективного управления процессами содержания гидробионтов в неволе необходимо знать направление этих изменений. Интенсивное обрастание гидробиотехнических сооружений значительно снижает их технические характеристики [5, 6, 7 и др.]. Кроме того, обрастатели усугубляют проблему загрязнения используемой акватории -

фекалии и псевдофекалии содержащихся гидробионтов и обрастателей [8], накапливаясь на дне, стимулируют процессы сероводородного брожения с последующим заражением дна и толщи воды сероводородом [9, 10]. Растворенные аутометаболиты обрастателей вызывают

эвтрофикацию акватории.

Большинство существующих способов борьбы с обрастаниями разработано для защиты корпусов судов и различных гидротехнических сооружений. Эти способы основаны на применении токсичных агентов (ионов металлов, органических соединений), внедренных в какую-либо основу: лакокрасочную, эмалевую и другие. Но для

гидробиотехнических сооружений океанариума такая защита неприемлема, так как она угнетает или убивает гидробионтов. Эксперименты, проведенные с использованием противообрастающих покрытий на гидробиотехнических сооружениях, имеющих в своем составе токсичные элементы, показали, что культивируемые организмы погибают быстрее, чем обрастатели [6].

Единственно возможным вариантом является разработка таких технологических способов содержания гидробионтов, которые позволяют преодолеть или снизить отрицательное воздействие обрастания. Разработка этих методов возможна лишь на основе подробной информации о закономерностях формирования и функционирования сообществ обрастания, его сезонной и межгодовой динамике. Кроме того, необходима информация о характере взаимодействия специфического сообщества, формирующегося на гидробиотехнических сооружениях, с окружающими сообществами планктона и бентоса. Это необходимо для успешного многолетнего существования техно-экосистемы гидробиотехнических сооружений океанариума и окружающей среды без проявления средоразрушающих и средоухудшающих эффектов.

Отбор проб обрастания причальных сооружений в бухтах Житкова и Парис о-ва Русского производился сотрудниками Института биологии моря с 7 по 10 октября 2008 г. (рис. 1). Произведено обследование и подводная видеосъемка 3 объектов. На основании данных видеосъемки были намечены места гидробиологических разрезов. Собрано и обработано 76 количественных и качественных проб обрастания. Сбор и обработку материала производили в соответствии с методикой, разработанной в Институте биологии моря [11]. Сообщества макрообрастания выделяли по доминирующему по биомассе виду [12].

Набережная, расположенная вдоль северо-западного берега бухты Житкова (рис. 1-1).

Набережная представляет собой сооружение из железобетонных массивов, усиленное обвязкой из двутавровых балок и швеллера. Глубина у основания -3 м, грунт - черный ил, дно захламлено металлоломом.

В составе обрастания набережной зарегистрировано 36 видов, или таксона более высокого ранга, далее условно - вида.

В зоне переменного погружения набережной отмечено олигомиксное сообщество трубчатых полихет Polychaeta двп.эр. со средней биомассой 85,83 г/м2 (рис. 2). Доминирующий вид дает почти 86 % биомассы. Кроме полихет в этом сообществе встречаются красные водоросли, усоногие раки Chthamalus баШ, двустворчатые и брюхоногие моллюски, равноногие раки и мшанки.

м. Житкова

бухта Балка у' ^

Рис. 1. Карта-схема района отбора проб обрастания причальных сооружений

Рис. 2. Изменение состава и соотношения биомасс сообществ обрастания набережной расположенной вдоль северо-западного берега бухты Житкова

От нижней границы зоны переменного погружения (глубина 0,9-1,2 м) и до дна расположено сообщество двустворчатых моллюсков Crassostrea gigas + Crenomytilus grayanus + Modiolus kurilensis, в составе которого зарегистрировано 35 видов обрастателей. Средняя биомасса обрастания составляет 34746,93 г/м2, 30,8 %, 29,3 % и 21,4 % дают доминирующие виды. Кроме доминирующих видов в этом сообществе заметную роль играют двустворчатый моллюск Arca boucardi (2056,89 г/м2 при 211 экз./м ) и усоногий рак Balanus rostratus (1391,9 г/м2 при 175 экз./м2).

Пирс, расположенный у восточного берега бухты Житкова (рис. 1-2).

Причальное сооружение в виде эстакады с оголовков из корытного шпунта с бетонным верхним строением. Следует отметить, что верхнее строение не имеет козырька, опускающегося ниже зоны переменного погружения, как того требует технология строительства причальных сооружений. Поэтому, корытный шпунт в зоне переменного погружения и выше ее подвержен сильной коррозии. Глубина у основания - 4 м, грунт - черный ил, дно захламлено металлоломом.

Обрастание подводной части оголовка пирса по периметру не однородно. В обрастании западной и северной подводных частей оголовка пирса выделено 2, а восточной и южной - 4 сообщества обрастания.

В составе обрастания западной и северной подводных частей оголовка пирса зарегистрировано 30 видов обрастателей.

Сообщество трубчатых полихет Polychaeta gen. sp. характерно для зоны переменного погружения (рис. 3). Доминирующий вид дает почти 94 % средней биомассы сообщества (1193,20 г/м ). Характерным видам рассматриваемого сообщества является усоногий рак C. dalli (52 г/м2 при 2100 экз./м2). Причем в этом сообществе встречена молодь стихеевой рыбы Acantholumpenus mackayi (19,67 г/м2 при 2100 экз./м ) (сем. Stichaeidae).

Ниже сообщества Polychaeta gen.sp. и до дна расположено сообщество Crenomytilus grayanus. В его составе зарегистрировано 29 видов организмов обрастателей. Средняя биомасса этого сообщества достигает 16804,66 г/м2. На долю доминирующего вида приходится 55,9 % биомассы. К субдоминирующим видам относятся двустворчатые моллюски Bivalvia gen.sp. и морские ежи Strongylocentrotus nudus, дающие по 12, и 11,6 % биомассы. Характерными видами этого сообщества являются трубчатые полихеты Polychaeta gen.sp. (1059,13 г/м2) и двустворчатые моллюски M. kurilensis (1170,17 г/м2 при 33 экз./м2).

В обрастании восточной и южной подводных частей оголовка пирса, расположенного у восточного берега бухты Житкова, зарегистрировано 37 видов обрастателей. В обрастании рассматриваемой части сооружения выделены 4 сообщества.

В верхней части зоны переменного погружения пирса четко выражено сообщество трубчатых полихет и усоногих раков Polychaeta gen.sp. + Chthamalus dalli. В его составе зарегистрированы представители 7 таксонов гидробионтов. Средняя биомасса сообщества равна 829,60 г/м2, более 74 и 16 % дают доминирующие виды (рис. 4). Характерным видами является молодь гастропод (47,33 г/м при 67 экз./м2) и двустворчатых моллюсков (28,67 г/м2 при 567 экз./м ). Кроме указанных гидробионтов в этом сообществе встречены водоросли, шримсы и амфиподы.

Рис. 3. Изменение состава и соотношения биомасс сообществ обрастания западной и северной частей оголовка пирса, расположенного у восточного берега бухты Житкова

Под выше рассмотренным сообществом выделено сообщество водорослей Algae gen.sp., которое опускается до глубины 1,3-1,6 м. Следует отметить, что это самое бедное по количественным показателям (36,25 г/м2) сообщество обрастания причальных сооружений в бухтах Житкова и Парис. В нем зарегистрировано 9 видов обрастателей. Биомасса доминирующего вида составляет 47,1 % от общей биомассы. Наиболее значительную биомассу из характерных видов дают трубчатые черви (9,33 г/м2).

Глубже вышерассмотренного сообщества и до глубины 2,2-2,8 м обрастание представлено сообществом Balanus rostratus + Asterina pectinifera. В этом сообществе встречается 6 таксонов водорослей и животных. Средняя биомасса обрастания составляет 124,27 г/м , 49,36 % и 35,41 % дают доминирующие виды.

В придонном участке сооружения с глубины 2,2-2,8 м и до дна расположено сообщество Crenomytilus grayanus + Balanus rostratus, в его составе зарегистрировано 34 таксона водорослей и животных. Доминирующие виды дают 52,3 % и 31,4 % средней биомассы сообщества (73791,93 г/м2). К субдоминирующим видам отнесены

двустворчатые моллюски M. kurilensis (7228,79 г/м2 при 221 экз./м2) и Chlamys farreri nipponensis (1545 г/м2 при 17 экз./м2).

Глубина, м и Ро1ус11ае1а деп.зр

Сообщества ^ В Ш11ата1и5 с1а1М

Ро1ус11ае1а деп.зр.

+ СИШата^Б с!аШ Й Ва1апиэ гоБ^аШБ

о.з-

§ М0С1ю1иБ кип1еПБ|Б

А1дае деп.зр.

в Сгепоту^иБ дгауапиз

1,5-

Ва1апиБ гоз^аШэ 0 СЫатуз !аггеп трропепз1з

+ А5(еппа

ресИг^ега  Прочие

2,6-

СгепотуШиэ ииииииииииииииичиичи цщц

дгауапиБ +

Ва1апиБ гоэМиБ

Г]

А ч 1н

ч 1

0 10000 20000 30000 40000 50000

Биомасса, г/м2

Рис. 4. Изменение состава и соотношения биомасс сообществ обрастания восточной и южной частей оголовка пирса, расположенного у восточного берега

бухты Житкова

Причальное сооружение, расположенное у западного берега южной части бухты Парис (рис. 1-3).

Причальное сооружение в виде дамбы с оголовков из корытного шпунта и бетонным верхним строением. Следует отметить, что бетонное верхнее строение имеет гидрозащитный козырек, но он не опускается ниже зоны переменного погружения, как и на вышерассмотренном причальном сооружении. Поэтому корытный шпунт в зоне переменного погружения подвержен сильной коррозии. Глубина у основания - 4,5 м, грунт - черный ил, дно захламлено металлоломом.

В обрастании подводных части оголовка пирса выделено 2 сообщества обрастания и зарегистрировано 28 видов обрастателей.

В зоне переменного погружения оголовка причала выделено сообщество усоногих раков Chthamalus daШ (рис. 5). В его составе зарегистрированы представители 4 таксонов гидробионтов. Средняя биомасса сообщества равна 70,47 г/м2, более 82 % дает доминирующие

виды. Характерным видами является молодь гастропор (7 г/м2 при 33 экз./м2) и полихеты (5,33 г/м2 при 33 экз./м2). Кроме указанных гидробионтов в этом сообществе встречены амфиподы.

Рис. 5. Изменение состава и соотношения биомасс сообществ обрастания оголовка пирса, расположенного у западного берега южной части бухты Парис

Ниже сообщества ОМЬвтаШз с1а! и до дна расположено сообщество Ба!апиз гоз&аШэ + СгепотуЫиэ дгауапиэ. В составе этого сообщества обрастания зарегистрированы представители 27 таксонов гидробионтов. Средняя биомасса данного сообщества достигает 20915,65 г/м2. На долю доминирующих видов приходится 55,3 % и 36,8 % биомассы. К субдоминирующим видам относятся иглокожие: морские ежи Б. пибиэ (474,5 г/м2 при 8 экз./м2) и морские звезды (795,33 г/м2 при 75 экз./м2). Характерными видами этого сообщества являются трубчатые полихеты, корковые водоросли, двустворчатые моллюски С. д/'даэ и асцидии.

В результате обработки материала установлено, что в обрастании причальных сооружений бухты Парис зарегистрировано 46 видов и таксонов более высокого ранга водорослей и животных макрообрастателей.

В вертикальном распределении сообществ обрастания исследуемого района, так же как и в западной части зал. Петра

Великого и в зал. Находка [13, 14], прослеживается два горизонта обрастания. Верхний горизонт занимает приливно-отливную зону и опускается до глубины 0,9-1,2 м (зона переменного погружения). В этом горизонте отмечены сообщества обрастания, сформировавшиеся в весенне-летний период текущего года. Это происходит потому, что гидрологический режим верхнего горизонта значительно изменяется в течение года. Эти изменения обусловлены сгонно-нагонными ветрами, вызывающими изменения уровня моря. Сгонно-нагонные колебания уровня воды носят сезонный характер. Под воздействием зимнего муссона, когда постоянно дуют сильные северные ветры и атмосферное давление высокое, с ноября по март происходит понижение уровня моря. Самый низкий уровень воды отмечен в феврале. В период летнего муссона, когда преобладают южные ветры, а атмосферное давление низкое, уровень воды повышается. Многолетние средние амплитуды колебания уровня моря составляют 0,9-1, 3 м. Приливы в рассматриваемом районе неправильные полусуточные, средняя величина сизигийного прилива 0,2-0,3 м [15].

Важным фактором, влияющим на состав и распределение обрастателей верхнего горизонта, является ледовой режим. Лед в исследуемом районе появляется в конце ноября начале декабря и исчезает в конце марта [15]. Средняя толщина льда колеблется от 0,4 до 0,8 м.

В связи с вышесказанным в зимний период прикрепленные организмы обрастания, обитающие в верхнем горизонте, элиминируют под воздействием длительного осушения и истирания льдом. Ежегодно в весенне-летний период здесь формируются сообщества обрастания, характерные для пионерной стадии биологической сукцессии. В верхнем горизонте отмечены сообщества Algae gen.sp., Polychaeta gen.sp., Polychaeta gen.sp. + Chthamalus dalli, Chthamalus dalli.

Нижний горизонт занимает сублиторальную зону причальных сооружений с глубины 1-1,2 м до их основания. Для него характерно многолетнее обрастание. В нижнем горизонте причальных сооружений отмечены следующие сообщества обрастания: Crassostrea gigas + Crenomytilus grayanus + Modiolus kurilensis, Crenomytilus grayanus, Balanus rostratus + Asterina pectinifera, Crenomytilus grayanus + Balanus rostratus, Balanus rostratus + Crenomytilus grayanus.

Биомасса обрастания этих сообществ исчисляется десятками кг/м2 при максимальном значении 73791,9 кг/м2 в обрастании восточной и южной частей оголовка пирса, расположенного у восточного берега бухты Житкова (сообщество Crenomytilus grayanus + Balanus rostratus).

Библиографический список

1. Протасов А.А, Сергеева О.А., Кошелева С.И., Кафтанникова О.Г. Гидробиология водоемов-охладителей тепловых и атомных электростанций Украины. Киев: Наук. думка, 1991. 192 с.

2. Зевина Г.Б. Биология морского обрастания. М.: Изд-во МГУ, 1994. 133 с.

3. Зайцев Ю.П., Яценко В.А. Экологические аспекты гидротехнического строительства в прибрежной зоне моря // Биология моря. 1983. № б. С. 62-66.

4. Русанов И.В. Экологический дизайн при формировании природно-технических систем на континентальном шельфе: Тез. докл. III науч.-техн. конф. Крыма «Вклад молодых ученых и специалистов в решение современных проблем океанологии и гидробиологии». Севастополь: ИнБЮМ, 1988. С. 101.

б. Брегман Ю.Э., Калашников В.З. Состояние, проблемы и перспективы культивирования двустворчатых моллюсков в Приморье: Тез. докл. IV всесоюзн. совещания по научно-техническим проблемам марикультуры. Владивосток. 1983. С. 144-145.

6. Котловская Т.П. Средства защиты от обрастания: Обзор. Препринт ОНТИ ЦПКТБ Дальрыбы. Владивосток, 1984. 18 с.

7. Стоценко А.А. 1984. Гидробиотехнические сооружения. Владивосток: Изд-во ДВГУ, С.136.

5. Hoskin Charles M., Courtney Dermott. Biodeposition by a Fouling Community in the Indian River, Florida // «Estuaries». 19S3. P. 243-246.

9. Левин В.С. Технология разработки и воспроизводства морских биологических ресурсов // Подводная технология. Л.: Судостроение,

1981. С. 159-196.

10. Уитон Ф. Техническое обеспечение аквакультуры. М.: Агропромиздат, 1985. 528 с.

11. Кашин И.А. Методика изучения обрастания гидротехнических сооружений с помощью легководолазной техники // Подводные гидробиологические исследования. Владивосток: ДВНЦ АН СССР,

1982.

С. 42-47.

12. Воробьев В.П. Бентос Азовского моря // Тр. АзЧерНИРО. Вып. 13. Симферополь: Крымиздат, 1949. 193 с.

13. Кашин И.А., Звягинцев А. Ю., Масленников С. И. Обрастание гидротехнических сооружений в западной части залива Петра Великого Японского моря // Биол. моря. 2000. Т. 26, № 2. С. 86-94.

14. Кашин И.А., Багавеева Э.В., Чаплыгина С.Ф. Обрастание гидротехнических сооружений в заливе Находка (Японское море) // Биол. моря. 2003. Т. 29, № б. С. 307-319.

15. Лоция северо-западного побережья Японского моря от реки Туманная до мыса Белкина. ГУНиО, 1984. 319 с.