Экология весеннего планктонного фитоценоза западного побережья Среднего Каспия

ЭКОЛОГИЯ ВЕСЕННЕГО ПЛАНКТОННОГО ФИТОЦЕНОЗА ЗАПАДНОГО ПОБЕРЕЖЬЯ

СРЕДНЕГО КАСПИЯ

2010 Гасанова А.Ш., Гусейнов К.М.

Прикаспийский институт биологических ресурсов ДНЦ РАН

Представлены материалы о составе и распределении фитопланктона дагестанского района Каспия в связи с изменением гидролого-гидрохимического режима, в условиях антропогенного и биологического загрязнения. Показано, что колебания водного режима привело к изменениям во флористическом составе водорослей и сукцессии размерных групп фитопланктона. Водные биоценозы разных зон отличаются спецификой динамики.

The materials about the phytoplankton composition and distribution in the Dagestan region of the Caspian Sea in connection with changing hydrological hydrochemical regime in conditions of anthropological and biological environment are presented. It is shown, that the change of water regime brought to alterations in floristic composition of sea weeds and succession of phytoplankton size group. The water biocenosises of different zone are distinguished by the specific character dynamics.

Ключевые слова: Каспийское море, фитопланктон, биомасса, численность, биоценоз.

Keywords: the Caspian Sea, phytoplankton, biomass, population size, biocenosis.

Непостоянство водного уровня

является одной из важнейших особенностей Каспия. Последний подъем уровня моря начался в 1978 г (-29 м) и активно продолжался до 1995 г. (-26,6 м). В результате изменения солености вод

происходила трансформация

состава гидробионтов, их

численности и биомассы. Повышение объема весенне-летнего стока рек Волги, Терека, Сулака и распреснение западной части

Среднего Каспия в 80-е годы привели к выпадению ряда морских видов и к сокращению количества вегетирующих водорослей. В 1983 г. их количество сократилось до 37 [6]. В 2001 г. уровень Каспия стабилизировался примерно на отметке -27,0 м. Водное зеркало

моря расширилось более чем на 35 тыс. км2, что не могло не повлиять на состояние его биологических

ресурсов. Это определяет актуальность изучения ключевых характеристик альгоценоза

западного побережья Среднего Каспия.

Оценка влияния колебания уровня моря на структуру, распределение биомассы и численности

фитопланктона дагестанского

побережья Каспия, являющегося одним из главных рыбопромысловых районов и местом нагула ценных рыб, представляет научный интерес.

Целью работы явилось изучение видового состава, закономерностей формирования и пространственной динамики весеннего альгоценоза дагестанского побережья Каспия в связи с изменением водного режима и экологических условий.

Материал и методика

Материалом послужили пробы, собранные весной 2001 г. в дагестанском районе Каспия с НИС

«Цада» с 53 станций, расположенных на десяти стандартных

параллельных широтных разрезах с охватом глубин 8-100 м, с горизонтов 0, 10, 25, 50, 100 м батометром Нансена с последующей фиксацией в 4% формалине. Фиксированные пробы отстаивались в темноте не менее 15 суток. Материал концентрировали

общепринятым методом осаждения [5, 7]. Камеральная обработка

проводилась в камере типа Ножотта, объемом 0,1 мл [1], с трехкратной повторностью под световым

микроскопом Биолам Р15

(увеличение х400 и х200). Массу водорослей рассчитывали,

используя формулы геометрического подобия клеток. Обилие всего фитопланктона и отдельных видов оценивали по сырой массе, выраженной в мг/м3. В статье приводятся средние значения биомассы и численности.

Результаты и обсуждение

В составе фитопланктона в исследуемой акватории Каспия обнаружен 51 вид микроводорослей, относящийся к четырем отделам. Наибольшее флористическое

разнообразие установлено для диатомовых (42%). Наблюдалось преобладание мелкоклеточных

форм. Большое значение в исследуемый период имели синезеленые водоросли,

доминировавшие численно (59,9%) (рис. 1А). ОэсШаЬпа эр.

вегетировала в больших количествах по всей исследуемой акватории. Наибольший вклад в биомассу

вносили диатомовые (74,4%).

Синезеленые составляли 7,1% от средней биомассы (рис. 1 Б).

Диатомовый комплекс включал

РЫгоэо^та 1тадШээ1та, Соэапо^э-сиэ га^аШэ, С. дгапИ, Сега1аиПпа ре!адюа, Шгвс^а геуегэа, N. 1епи1гоэ1пэ, N. ас1си!апэ и др. Вдоль всего побережья вегетировала ТЬа!аээюпета п^эсИ^Ьеэ.

Безусловная доминанта прошлых

лет диатомея РэеиЬоэо!еп1а са!саг-

avis [2, 3, 4] вегетировала в большом количестве лишь в северной зоне исследуемой акватории и определяла весенний пик биомассы в северной части акватории. В остальной части акватории она совсем выпала из планктона. Доминировали диатомовая

Rhizosolenia fragilissima и синезеленая Oscillatoria sp.

Видовой состав фитопланктона в целом, а также распределение по акватории тех или иных видов отражают экологическую обстановку, совпадая с пространственновременной динамикой основных абиотических факторов: соленостью, температурой, концентрацией

биогенов.

Наибольшее таксономическое разнообразие, максимальные

величины биомассы и численности фитопланктона отмечены в Северной зоне

дагестанского побережья Каспия, которая отличалась низкой и постоянно колеблющейся

соленостью (8-11%о), малыми

глубинами (6-30 м), большим

притоком биогенных веществ,

вносимых водами Волги, Терека и Сулака. Фитопланктон Северного

района акватории наиболее богат. В нем обитают виды, характерные для Северного Каспия и не наблюдаемые в других районах (Aphanizomenon flos-aguae, Anabaenopsis tanganyikae, Coscinodiscus lacustris, Actinocyclus

ehrenbergii var. ehrenbergii и др.).

Основная роль в формировании биомассы принадлежала водорослям отдела Bacillariaphyta (85,8%). Вклад других таксонов несоизмеримо меньше: Cyanophyta - 9,3%,

Dinophyta - 5,7%, Chlorophyta - 0,1%. Наибольшие показатели численности у Cyanophyta - 59,3%. Диатомовые занимали второе место - 24,1%, динафитовые и зеленые - 11 и 5,4% соответственно.

В планктоне доминировала диатомея аутакклиматизант

Pseudosolenia calcara-vis. Виды

весеннего фитокомплекса -диатомовые Pseudosolenia calcaravis, Cyclotella caspia var. lacustris, Actinocyclus ehrenbergii, Coscinodiscus jonesianus, Coscinodiscus radiatus, которые преобладали в альгоценозе данного района, вносили основной вклад в формирование биомассы. При анализе состава фитопланктона в местах наивысших концентраций выявлено, что они обусловлены развитием Pseudosolenia calcaravis. Ее биомасса на отдельных станциях достигала 15 г/м3 при численности 201 млн экз./м3. Наблюдалось обильное развитие Cyclotella caspia, характерное для поздневесеннего комплекса, при численности 27 млн экз./м3 ее биомасса не превышала 8,7 мг/м3.

Одновременно начинает

формироваться летний

фитопланктон. Водоросли семейства СЛае/осегоз, характерные для ранневесеннего комплекса,

полностью отсутствовали в планктоне. Из зеленых водорослей присутствовали виды, характерные для летнего альгоценоза, -Р1ап&опета 1а^егЬогпИ и Зсепедезтив диадпсаида.

Теплолюбивые динофитовые были представлены водорослями рода Ргогосеп&ит, Ооп1аи1ах, &епосИп1ит, однако значения их биомассы в это время не превышали 89,10 мг/м3. Доминировала среди динофитовых РгогосеМгит согбаЮт.

А

Б

И Cyanophyta ^ BacillariophytaH Dinophyta  Chlorophyta

Рис. 1. Соотношение численности (А) и биомассы (Б) основных групп фитопланктона акватории Среднего Каспия весной 2001 г.

120

Северная зона Центральная зона Южная зонна

га Cyanophyta Щ Bacillariaphyta  .Dinghyta

Рис. 2. Распределение численности (млн экз./м3) (А) и биомассы (мг/м3) (Б) основных таксонов весеннего фитопланктона в разных зонах дагестанского побережья Каспия

Наиболее многочисленны в этой зоне Cyanophyta (59,3%) (рис. 2А). Доминировала Oscillatoria sp.

С продвижением на юг,

увеличением солености (11,3-12,6%) и прогревом водной толщи в Центральной зоне исследуемой акватории (гг. Махачкала, Избербаш) наблюдалось обеднение видового состава и уменьшение значений биомассы в 3,3 раза и численности на 89,9 млн экз./м3 (рис. 2). Многие сине-зеленые и зеленые угасали в своем развитии или совсем выпадали из планктона.

Фитопланктон состоял из солоновато-водных и морских видов.

Фитопланктон становился все более «летним». В этом ареале отмечалось возрастание роли теплолюбивого динофитового

комплекса, который составлял 39,9% от общей биомассы, что в 34,2 раза больше, чем в Северной зоне дагестанского побережья.

Cyanophyta и Chlorophyta составляли 10,3 и 0,1% соответственно. В планктоне преобладали диатомовые водоросли (49,6%), большой вклад в биомассу которых внесли крупные водоросли морского происхождения (Pseudosolenia calcaravis,

Rhizosolenia fragilissima и водоросли рода Coscinodiscus).

Обычная для летнего альгоценоза пресноводная Planctonema

lauterbornii в незначительных количествах встречалась по всей акватории. Основная роль в количественном отношении в этом ареале принадлежала сине-зеленым водорослям. Oscillatoria sp.

вегетировала в значительных

количествах на станциях этой части акватории и составляла 63,8% от общей численности, что на 4,5% больше, чем в Северной зоне. Второе место по численности занимали динофитовые (21,5%), что в 1,9 раза больше, чем в

предыдущем районе акватории. Bacillariophyta, Chlorophyta и Cryptophyta составляли 13,1, 1,0 и 0,4% соответственно. Преобладание мелкоклеточных форм водорослей в Центральной зоне привело к значительному снижению общей

биомассы.

Район Южной части дагестанского побережья Каспия (акватория г. Дербента, устье р. Самура) отличается большими глубинами, слабым притоком пресных вод, постоянством физико-химического режима и большими значениями солености (12-13% ). Фитопланктон становился все более летним и состоял из очень эвригальных морских солоноватоводных видов. Наблюдалось увеличение роли динофитовых водорослей. Биомасса в этой зоне увеличилась в 1,9 раза за счет вегетации крупноклеточных диатомовых рода Coscinodiscus и динофитовых рода Prorocentrum.

Основная роль в формировании биомассы в этом районе, как и в предыдущих районах, принадлежала диатомовым, которые составляли 67,8% от общей биомассы. По сравнению с центральным районом исследуемой акватории их биомасса увеличилась в 2,6 раз. Второе место сохранили микроводоросли из

отдела динофитовых. В этой части акватории они получили наибольшее развитие. Их биомасса выросла на 76,5 мг/мЗ и составила 28,9% от общей биомассы. Вклад в общую биомассу сине-зеленых и зеленых был невелик и составил 3,3 и 0,03% соответственно, что почти в три раза меньше, чем в Центральной зоне акватории.

В численном отношении в этой части акватории, как и в предыдущих районах, преобладали сине-зеленые (55,7%). Однако их плотность уменьшилась в 1,8 раза. Второе место принадлежало динофитовым (31,5%). Чис-ленность диатомовых уменьшилась в 1,6 раза и составила 12,3%. Зеленые составляли 0,4% от общей численности. В целом в этой части акватории численность уменьшилась в 1,6 раза. Наблюдалось уменьшение плотности микро-водорослей по всем отделам. Интересно отметить, что в планктоне южной части акватории диатомеи

Cyclotella caspia, Pseudosolenia calcar-avis, Rhizosolenia fragilissima отсутствовали.

Таким образом, в исследуемый период распределение планктонной альгофлоры отличалось

пространственной гетерогенностью. Максимальное развитие планктонных микроводорослей наблюдалось в Северной зоне исследуемой акватории. Особенностью развития весеннего фитопланктона в 2001 г. было преобладание в структуре альгоценоза мелкоклеточных групп и возрастание роли сине-зеленых водорослей, доминировавших по численности. Безусловная

круглогодичная доминанта «прошлых лет» Pseudosolenia calcar-avis вегетировала в больших количествах лишь в Северной зоне. В остальной части акватории доминировали автохтонная диатомея Rhizosolenia fragilissima и сине-зеленая Oscillatoria sp.

Примечания

1. Абакумов В. А. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений. А. : Гидрометиздат, 1983. 239 с. 2. Бабаев Г. Б. К изучению распределения фитопланктона западного побережья Среднего Каспия // Матер, научно-теор. конф. молодых ученых. Баку : Изд-во АН АзССР, 1967. С. 185-188. 3. Бабаев Г. Б. Состав и распределение фитопланктона западной части Среднего и Южного Каспия: Автореф. дисс. ... канд. биол. наук. М., 1968. 32 с. 4. Бабаев Г. Б. Характеристика систематического состава фитопланктона западной части Среднего и Южного Каспия // Известия АН АзССР. Сер. биол. Т. 1. 1970. С. 70-72. 5. Киселев И. А. Планктон морей и континентальных водоемов. Л. : Наука, 1969. Т. 1. 658 с. 6. Санина Л. В., Левшакова В. Д., Татаренцева Т. А. Летний фитопланктон Среднего Каспия в период подъема уровня моря в сравнении с предыдущими годами // Морские гидробиологические исследования. М.: ВНИРО, 2000. С. 38-48. 7. Усачев П. И. Количественная методика сбора и обработки фитопланктона //Труды ВГБО. Вып. 11.1961. С. 411-415.

Статья поступила в редакцию 29.09.2010 г.