Биоразнообразие сообществ зоопланктона водоемов нижней зоны дельты Волги

УДК 574.583

Л.А. Штепина

БИОРАЗНООБРАЗИЕ СООБЩЕСТВ ЗООПЛАНКТОНА ВОДОЕМОВ НИЖНЕЙ ЗОНЫ ДЕЛЬТЫ ВОЛГИ

В данном исследовании проведена оценка уровня биологического разнообразия зоопланктонных сообществ водоемов низовьев дельты Волги. Для большинства водоемов низовьев дельты Волги характерны достаточно высокие значения биологического разнообразия сообществ зоопланктона. Максимальных

показателей биологического разнообразия сообщества достигают на полойных нерестилищах. По полученным данным выявлено, что водоемы дельты Волги не достигают высоких уровней трофности.

Биоразнообразие, сообщества зоопланктона, авандельта, култучная зона, полойные нерестилища, низовья дельты Волги

BIODIVERSITY OF ZOOPLANKTON COMMUNITY IN THE LOWER DELTA

OF THE VOLGA RIVER

The given research focuses on the assessment of biological diversity of zooplank-ton communities in the lower Volga River delta. Most of the reservoirs in the lower Volga River delta are characterized for high level of biological diversity in zooplankton communities. These communities reach the maximum level of biological diversity in the floodplain spawning areas. According to obtained data the reservoirs of the Volga River delta do not reach high trophicity levels.

Biodiversity, zooplankton community, delta front, kultuchnaya area, spawning site in floodplain, lower areas of the Volga River delta

Проблема сохранения биологического разнообразия является одним из основных направлений в современной экологии. Дельта реки Волги характеризуется наличием типологически различных водоемов. Это и обширные мелководья, поросшие надводной и подводной растительностью, в зарослях которых обитает специфическая фауна беспозвоночных, открытые и изолированные култу-ки, придающие этой части волжской дельты особый природный облик, существенно отличающийся от других ее районов [2]. Структура зоопланктона является одним из основных показателей состояния водных экосистем, в свою очередь важно изучить биоразнообразие этой группы. Данные об уровне биоразнообразия также нередко позволяют оценить трофический статус водоемов. Целью данной работы являлась оценка уровня биоразнообразия зоопланктона по основным показателям, а также возможная оценка трофического статуса водоемов. Для данного исследования были отобраны пробы зоопланктона из водоемов низовьев дельты Волги на территории Астраханского государственного заповедника: водоемы нижней зоны протоков (западная часть - проток Быстрая, ерик Ло-тосный, восточная часть - проток Обжорова), култучной зоны (култук Прямой-Лотосный), островной зоны авандельты (район островов Блинов и Южный Зюдев), временных водоемов полойных нерестилищ, заливаемых в период половодья в 2011 - 2012 гг. Отбор и обработка проб проводились по стандартной методике [3].

Для оценки уровня биологического разнообразия зоопланктонных сообществ были рассчитаны следующие индексы: индекс Шеннона по численности Имбит и по биомассе Нвбит по формуле (1) [7].

где ?! = N / 8 N удельная численность (биомасса) i -го вида как частное от деления его численности N на общую численность (биомассу) всех видов, взятых для оценки; индекс доминирования Симпсона по формуле (2) [8].

где п - численность --го вида, N - численность особей в пробе, 8 - число видов; индекс плотности населения Дедю по формуле (3) [5].

где N - численность особей --го вида, В! - биомасса особей --го вида. Индекс доминирования Палия-Ковнацки [6] по формуле (4):

L.A. Shtepina

H =-Z Р, In • P,,

где mi - число проб, в которых найден вид i, M - общее число проб, N - число особей i-го вида, Ns -число особей в биоценозе, а также индексы соотношения числа Copepoda и Cladocera (Ncop/Nclad) в пробе и биомассы ракообразных к биомассе коловраток (BCrust/Brot) [1].

Согласно данным А.А. Косовой, в водоемах дельты отмечено 828 таксонов беспозвоночных, из них простейших - 136, коловраток - 403, ветвистоусых ракообразных - 142, веслоногих - 70 и представителей других групп животных - 77 [2]. По результатам проведенного иследования в 20112012 г. отмечено более 200 различных таксонов водных безпозвоночных, встреченных в водоемах низовьев дельты Волги. Из них порядка 15 простейших, 86 - видов коловраток, 38 - ветвистусых ракообразных, 30 - веслоногих раков и 28 представителей прочих групп (личинки насекомых, ракообразные, велигеры дрейссен и др.).

По результатам проведенного исследования выявлено, что для протоков индекс Шеннона по численности зоопланктона варьирует в пределах 2,7 - 3,45, наиболее высокого значения он достигает в ерике Лотосном (3,45), а минимального - в пр. Обжорова (2,7), показатели индекса по биомассе для этой зоны несколько снижены (табл. 1). Низкие значения индекса Симпсона в этой зоне (до 0,1 в протоке Быстрая) говорят об отсутствии высокой степени доминирования, индекс плотности массовых видов согласно Дедю колеблется от 0,24 до 0,66, что показывает незначительное численное преобладание видов. В култучной зоне показатели индекса разнообразия Шеннона снижены, отмечено незначительное увеличение индекса доминирования Симпсона (0,3), т.е. наблюдается увеличение степени доминирования видов. Однако показатель плотности населения массовых видов по Дедю снижен. Соответственно происходит некоторое снижение биологического разнообразия в этой зоне. Для авандельты уровень биоразнообразия согласно индексу Шеннона несколько выше (3,07), однако степень доминирования видов остается в тех же пределах, что и в култучной зоне (0,3). Значения индекса плотности Дедю выше в этой зоне, соответственно увеличивается плотность организмов наиболее массовых видов. Для полойных нерестилищ показатели разнообразия по Шеннону и Симпсону имеют больший численный размах. Значения индекса разнообразия Шеннона в отдельных временных водоемах гораздо выше по сравнению с постоянными (Нвбит=3,52, НЖит=3,8). Это связано со спецификой существования этих водоемов, а следовательно, с особенностями развития сообществ зоопланктона. Часто происходит смена доминирующих комплексов, отмечаются вспышки численности отдельных видов (что подтверждается увеличением индекса плотности организмов по Дедю), однако количество видов остается достаточно высоким.

Соотношение показателей численности веслоногих к ветвистоусых ракообразных, говорит о численном преобладании в водоемах дельты Волги веслоногих рачков. Наименьшего значения этот показатель достигает в зоне протоков (0,1 - 0,35), а также полоев в связи со сроками и, как уже отмечалось выше, спецификой существования этих водоемов (0,02-0,33). Показатель соотношения биомасс ракообразных и коловраток наибольшего значения достигает в зоне авандельты (9,5), а также в отдельных полоях (до 13). Все это говорит о незначительном уровне трофности водоемов дельты Волги. Согласно индексу Палия-Ковнацки в проточной зоне, водоемах култучной зоны, а также авандельты (табл. 2) отсутствуют виды доминирующего комплекса, наиболее массовые отнесены к категории субдоминант, большинство являются субдоминантами 1-го порядка. Для полоев отмечены виды доминаты, коловратки: Brachionus calyciflorus (Pall., 1766), Euchlanis dilatata (Ehren., 1852). Субдоминатные группы видов достаточно сходны по своему составу среди водоемов дельты Волги (Euchlanis dilatata (Ehren., 1852), Keratella quadrata (Muller, 1786), Brachionus calycyflorus (Pall., 1766), Asplanchna priodonta (Gosse, 1850), Bosmina longirostris (Muller, 1785), Chydorus sphaericus (Muller, 1785), и др.) кроме полойных нерестилищ, где выделяется своя специфическая группа видов, в том числе и среди более многочисленных субдоминантных.

Таким образом, в целом для большинства водоемов низовьев дельты Волги характерны достаточно высокие значения биологического разнообразия, а, следовательно, это говорит об относительной устойчивости сообществ зоопланктона. Такие данные могут быть связаны со спецификой самой дельты Волги, в частности, наличие разнотипных водоемов со своими гидрологическими и гидрохимическими режимами, а также зон макрофитов (растительные ассоциации тростника, рогоза, чилима, кубышки, лотоса и др.), в зарослях которых существует свой комплекс зоопланктона и его особая структура, встречаются виды, приуроченные к водным растениям, достигающие больших количественных показателей. Наиболее высокой степени биологического разнообразия достигают временные водоемы - полои, здесь также отмечено наличие видов-доминант и высокой плотности их населения. Среди постоянных водоемов наибольшего видового разнообразия достигает авандельта, а

также некоторые протоки (ерик Лотосный). В култучной зоне отмечено снижение разнообразия. Все эти многочисленные показатели в целом говорят и о трофическом статусе водоемов [1], так подводя итог можно заключить, что водоемы дельты не достигают высокого уровня трофности, в некоторых случаях от олигосапробных до мезосапробных, варьируя по сезонам.

Таблица 1

Значения индексов биоразнообразия зоопланктона водоемов низовьев дельты Волги

Индекс Нижняя зона протоков Култучная зона Авандельта Полои

ерик Лотосный проток Быстрая проток Обжо- рова култук Прямой- Лотосный остров Южный Зюдев остров Блинов западная часть дельты

Шеннона по численности 3,45±0,47 3,04±0,33 2,7±0,13 2,30±0,74 3,04±0,60 3,07±0,7 (2,7-3,8)±0,65

Шеннона по биомассе 3,40±0,39 2,5±0,29 2,4±0,70 2,30±0,90 3,10±0,25 1,4±0,42 (2,3-3,52)±0,52

Симпсона 0,20±0,12 0,1±0,06 0,2±0,60 0,30±0,19 0,30±0,09 0,3±0,18 (0,11-0,29)±0,1

ШаС/Ысор 0,35±0,3 0,4±0,24 0,5±0,3 0,30±0,50 0,40±0,24 0,4±0,36 (0,02-0,33)±0,13

Всшэ^Вп^ 2,40±2,24 4,5±2,34 5,10±0,9 0 7,90±2,46 9,50±5,10 8,90±4,50 (2,91- 13,30)±2,96

Количество видов 31 25 26 25 29 25 32-44

Плотности организмов по Дедю 0,24-0,66 0,13-0,51 0,1-0,61 0,5-10,1

Таблица 2

Виды доминирующего комплекса зоопланктона согласно индексу Палия-Ковнацки водоемов низовьев дельты Волги

Индекс доминирования Палия-Ковнацки Доминанты Субдоминанты Субдоминанты 1-го порядка

Нижняя зона протоков - Euchlanis dilatata (Ehren., 1852), Keratella quadrata (MQller, 1786), Brachionus calycyflorus (Pall., 1766), Asplanchna priodonta (Gosse, 1850), Bosmina longirostris (Muller, 1785). Synchaeta littoralis (Rousselet 1902), Keratella quadrata (MQller, 1786), Chydorus sphaericus (Muller, 1785).

Култучная зона - Euchlanis dilatata (Ehren., 1852). Chydorus sphaericus (Muller, 1785), Bosmina longirostris (Muller, 1785), Coronatella rectangula (Sars, 1861).

Авандельта - Euchlanis dilatata (Ehren., 1852), Chydorus sphaericus (Muller, 1785), Bosmina longirostris (Muller, 1785). Lecane luna (MQller, 1776), Acroperus angustatus (Sars, 1863).

Полои Brachionus calyciflorus (Pall., 1766), Euchlanis dilatata (Ehren., 1852). Keratella quadrata (MQller, 1786), Bosmina longirostris (Muller, 1785), Asplanchna henrietta (Langhons, 1906) Platyas patulus ( Muller, 1786), Brachionus quadridentatus (Hermann, 1783). Epiphanes brachionus (Harring, 1913), Asplanchna priodonta (Gosse, 1850), Filinia longiseta (Ehren., 1852).

ЛИТЕРАТУРА

1. Андроникова И.Н. Структурно-функциональная организация зоопланктона озерных экосистем разных трофических типов / И.Н. Андроникова. СПб.: Наука, 1996. 189 с.

2. Астраханский заповедник / Г.В. Русаков, А.Г. Конечный, А.А. Косова и др. М.: Агропром-издат, 1991. 191 с.

3. Методические рекомендации по сбору и обработке материалов при гидробиологических исследованиях на пресноводных водоемах. Зоопланктон и его продукция. Л.: ГосНИОРХ, 1984. 34 с.

4. Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях / Ю.А. Песенко. М.: Наука, 1982. 288 с.

5. Шитиков В.К. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации /

В.К. Шитиков, Г.С. Розенберг, Т.Д. Зинченко. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003. 463 с.

6. Kownacki A. Taxocens of Chironomidae in streams of the Polish Hight Tatra, Mts / A. Kownacki // Acta Hydrobiol. 1971. V. 13. № 2. P. 439-463.

7. Shannon C.E. The mathematical theory of communication / C.E. Shannon, W. Weaver. Urbana: Univ. Illinois Press, 1949. 117 p.

8. Whittaker R.H. Dominance and diversity in land plant communities / R.H. Whittaker // Science. 1965. Vol. 147. № 365. P. 250-260.

Штепина Людмила Андреевна - Lyudmila A. Shtepina -

аспирант Астраханского государственного Postgraduate

технического университета Astrakhan State Technical University

Статья поступила в редакцию 17.08.13, принята к опубликованию 15.09.13