СООБЩЕСТВА ЛЬДА ОЗЕРА АРАХЛЕЙ

Ташлыкова Наталия Александровна

научный сотрудник, к. б. н., Институт природных ресурсов экологии и криологии СО РАН (ИПРЭК СО РАН), г. Чита

Корякина Елена Анатольевна

научный сотрудник, к. б. н., Институт природных ресурсов экологии и криологии СО РАН (ИПРЭК СО РАН), г. Чита

Афонина Екатерина Юрьевна

ведущий инженер, Институт природных ресурсов экологии и криологии СО РАН (ИПРЭК СО РАН), г. Чита

Итигилова Мыдыгма Цыбекмитовна

зав. лабораторией водных экосистем ИПРЭК СО РАН,  к. б. н., доцент, Институт природных ресурсов экологии и криологии СО РАН (ИПРЭК СО РАН), г. Чита

E-mail: NatTash2005@yandex.ru

Лед — это особая среда для существования организмов. Он оказывает большое влияние на условия обитания и жизнедеятельности растений и животных. Покрывая воду сверху, лед играет в природе роль своего рода плавучего экрана, защищающего реки и водоемы от дальнейшего замерзания и сохраняющего жизнь подводному миру [7]. В последнее время биологической наукой накоплено достаточно сведений о развитии организмов в ледовых покровах морей и крупных озер [5, c. 61-97; 8, с. 119-120; 11, с. 377-385; 4, с. 22-23; 2, с. 76-83, 10, с. 73-75 и др.]. Однако, лед малых водоемов и водотоков изучен крайне слабо [15, с. 15-18; 16, с. 1546-1551; 3, с. 316-323 и др.]. Исследование организмов ледовой интерстициали озер Ивано-Арахлейской системы проводятся впервые.

Рисунок 1. Карта-схема Ивано-Арахлейских озер

Точками на карте обозначены места отбора проб. Озеро Арахлей входит в состав Ивано-Арахлейской территориально-аквальной системы, расположенной на юге Витимского плоскогорья (рис.). Это самый крупный водоем системы. Площадь его зеркала 58,2 км², объем водных масс 0,63 км³, максимальная глубина 

17 м, средняя — 10,4 м [1, с. 3].

Отбор кернов льда диаметром 0,2 м проводился в зимний период (февраль-апрель) 2009-2010 и 2010‑2011 гг. на центральной станции оз. Арахлей. В декабре 2010 г. и январе-апреле 2011 г. пробы также отбирались в прибрежье (глубина 3 м). Толщина льда изменялась от 0,6 (в декабре) до 1,25 м (в феврале). Толщина снежного покрова колебалась от 0,07 до 0,15 м. В буграх высота снега доходила до 0,4 м.

Для определения гидробиологических характеристик, куски льда таяли в помещении при комнатной температуре. Изучение видового состава и количественных характеристик фито- и зоопланктона проводили общепринятыми методами [6, с. 80‑150; 6, с. 151‑200; 14 с. 61‑78]. Концентрат расплава просматривали под световым микроскопом Nicon Eclipse E200 (1000×) фотокамерой DS Camera Control Unit DS-L2 и МБС-9 (20×). Определения хлорофилла «а» проводили согласно стандартным методикам в смешанном 90% ацетоновом экстракте. Концентрацию рассчитывали согласно руководству ЮНЕСКО [17, Р. 9-18].

По сравнению с подледным фитопланктоном исследуемого периода, состав водорослей толщи льда был беден [12, с. 48‑52; 13, с. 56-60]. Всего в ледовой интерстициали было обнаружено 5 видов из 4 отделов — золотистые (2), синезеленые (1), диатомовые (1) и динофитовые (1), что составляет 11 % от общего числа видов водорослей обнаруженных в подледной толще воды.

Дифференциация водорослей в кернах льда была неоднородна. В 2009-2010 гг. в верхних слоях до 40 см преобладала диатомовая водоросль Asterionella formosa Hass., которая в массе развивалась в осеннем и зимнем фитопланктоне. Клетки A. formosa в большей степени имели пустые створки [3, с. 320]. Начиная с глубины 60 см, в толще керна содержались клетки динофитовой водоросли Peridinium sp. В 2010‑2011 гг. в кернах льда, отобранных на центральной станции озера, водоросли отмечались только в слое 110‑120 см, где доминировала P. sp. В ледовых колонках, отобранных в прибрежье (слои 20‑40 см и 40‑60 см), единично встречались диатомовые и динофитовые водоросли. Наибольшие количественные характеристики водорослей ледовой интерстициали в период исследований отмечались в феврале 2010 г. Численность доходила до 160 тыс. кл/л, биомасса до 1,5 г/м³. Такие высокие значения наблюдались в пробах воды керна, взятого с глубины 60-80 см, и были обусловлены динофитовой водорослью Peridinium sp. Численность водорослей обнаруженных в толще льда в феврале 2011 г. составила 28,6 тыс. кл/л, биомасса — 98,2 мг/м³.

Содержание хлорофилла «а» во льду оз. Арахлей (конец 2009-2010 гг.) изменялось в пределах — от минимальных около 0,08 до максимальных 6,07 мг/м³. Диапазон наиболее часто встречающихся концентраций составил 0,2‑1,00 мг/м³. Сезонная динамика характеризовалась довольно высокими величинами в начале периода ледостава и последующим их снижением к концу подледного периода. Повышенное содержание хлорофилла «а» отмечалось в декабре 2009 г. в верхнем 20-ти сантиметровом слое льда — 6,07 мг/м³. Далее происходило снижение его концентрации и у кромки воды в слое 40‑60 см содержание хлорофилла не превышало 1 мг/м³. В январе происходило уменьшение содержания хлорофилла, в среднем концентрация составила 0,63 мг/м³ с максимумом в 1,16 мг/м³ в слое керна льда — 20‑40 см. В феврале максимальное значение хлорофилла отмечалось в слоях 40-80 см, и составило 1,97 мг/м³. Март и апрель характеризовались очень низкими значениями хлорофилла во льду, не превышающими 0,5 мг/м³, с равномерным распределение во всем керне льда.

Видовое разнообразие зоопланктона за весь период наблюдений слагалось из 2 видов коловраток (Keratella cochlearis (Gosse), Kellicottia longispina (Kellicott)), 3 — ветвистоусых ракообразных (Daphnia galeata Sars,Ceriodaphnia quadrangula (Müller), Bosmina longirostris (Müller)) и 3 — веслоногих (Eudiaptomus graciloides (Lilljeborg), Cyclops vicinus Uljanin, Thermocyclops cradssus (Fischer)).

Состав и весовые показатели планктонных беспозвоночных отличались на разных станциях озера. Так, керны льда, собранные на центральной станции озера, был практически пустыми. Общая численность трех видов гидробионтов не превышала 0,44 тыс. экз./м³, общая биомасса — 26,10 мг/м³. Постоянным компонентом являлся E. graciloides. В феврале зоопланктеры встречались на всех горизонтах, кроме самого верхнего и нижнего. В марте отмечались только nauplii Cyclopoida в середине столба (40-60 см), в апреле — copepodita E. graciloides на поверхности и у кромки воды, в мае — в верхнем слое — E. graciloides, в нижнем — D. galeata.

В прибрежье лед оказался более разнообразным в качественном (8 видов) и количественном отношениях. В декабре наибольшая концентрация организмов (2,44-3,41 тыс. экз./м³) отмечалась в поверхностных слоях льда, наименьшая (1,0 тыс. экз./м³ 59,31 мг/м³) — у воды (60‑80 см). Чаще других встречались E. graciloides (0‑20 см) и B. longirostris (40‑60 см). В январе наибольшей плотностью организмов (18,67 тыс. экз./м³ и 502,83 мг/м³) отличался предпоследний керн (60‑80 см) за счет присутствия молоди C. quadrangula. Меньше всего зоопланктеров зарегистрировано в середине керна (20‑60 см). Количественные показатели зоопланктона в феврале варьировали от 1,33‑1,43 тыс. экз./м³ и 84,73‑113,05 мг/м³ (20‑60 см) до 5,0 тыс. экз./м³ и 111,85 мг/м³ (100-110 см). Во всем столбе льда присутствовал E. graciloides. В марте численность гидробионтов не превышала 2,0 тыс. экз./м³, биомасса — 82,63 мг/м³. Наиболее продуктивными были верхний (0-20 см) и предпоследний (60-80см) слои керна. Остальные горизонты были пустыми. Апрельский лед оказался еще беднее. Ракообразные присутствовали только в верхнем 20-ти см слое (численность равнялась 0,37 тыс. экз./м³) и на 40‑60 см (0,50 тыс. экз./м³).

Изучение ледовых сообществ оз. Арахлей позволило выявить 5 форм водорослей, относящихся к 4 отделам и 5 видов организмов зоопланктона. Количественные показатели водорослей, обнаруженных в толще льда, 2009‑2010 и 2010‑2011 годов исследований различны. Наибольшая численность (160 тыс. кл/л) и биомасса (1,5 г/м³) водорослей отмечались в феврале 2010 г. Данные по содержанию хлорофилла «а» свидетельствуют о фотосинтетической деятельности клеток водорослей во льду. Исследования планктонных беспозво­ночных показали, что на центральной станции оз. Арахлей их ледовые сообщества практически отсутствуют. Прибрежная зона, наоборот, более богатая по видовому разнообразию и количественному развитию. Наиболее продуктивными являются нижние слои кернов, расположенные у кромки воды, наименее — верхние (20‑40 см).

Список литературы:

1.        Биологическая продуктивность озера Арахлей (Забайкалье). — Новосибирск: Наука, 1981. — с. 3.

2.        Бондаренко Н. А., Оболкина Л.А., Тимошкин О.А. Лед – хранитель жизни // Наука из первых рук. — Новосибирск, 2004. — № 1. — С. 76‑83.

3.        Бондаренко Н. А., Белых О. И., Томберг И. В. и др. Ледовые обитатели озер Байкальской рифтовой зоны // Мат. IV конференции геокриологов России. — М.: Университетская, 2011. — Т.3. — С. 316‑323.

4.        Бордонский Г. С., Бондаренко Н.А., Оболкина Л.А. Ледовые сообщества Байкала // Природа. — 2003. — № 7. — С. 22‑23.

5.        И. А. Мельников Экосистема арктического дрейфующего льда // Биология Центрального Арктического бассейна. — М.: Наука, 1980. — С. 61‑97.

6.        Киселев И. А. Планктон морей и континентальных водоемов. — Л.: Наука. Ленинг. отд-ние, 1969. — С. 80‑150.

7.        Мосин О. В. Лед — таинственный и обыкновенный — URL: http://www.o8ode.ru/article/krie/led.htm.

8.        Оболкина Л. А. Бондаренко Л. А., Дорощенко Л. Ф. и др. Особенности ледовых сообществ Байкала // Устойчивое развитие: проблемы охраняемых территорий и традиционное природопользование в Байкальском регионе. Матер. конф. — Улан-Удэ, 1999. — С. 119‑120.

9.        Оболкина Л.А. Бондаренко Л.А., Дорощенко Л.Ф. и др. О находке криофильного сообщества в озере Байкал // Докл. РАН. – 2000. Т. 371. — № 6. — С. 815‑817.

10.     Осипова С. В., Бондаренко Н. А., Латышев Н. А. и др. Особенности жирно-кислотного состава зеленой водоросли Ulotrix zonata из ледового сообщества озера Байкал // VI съезд общества физиологов растений России. Межд. конф. «Современная физиология растений от молекул до экосистем»: материал. докл. — Сыктывкар, 2007. — Ч. 3. — С. 73‑75.

11.     Стунжас П. А., Сапожников Ф. В. Эти удивительные диатомеи // Природа. — 2000. — № 5. — С. 377‑385.

12.     Ташлыкова Н. А. Фитопланктон озера Арахлей в подледный период // «Найновите постижения на европейската наука», Мат. за 7-а межд. науч. конф. — София, «Бял ГРАД-БГ», 2011. — С. 48‑52.

13.     Ташлыкова Н. А., Корякина Е.А. Водоросли ледовых сообществ озера Арахлей // Молодежь и наука Забайкалья: мат. II молодеж. конф. 17-20 мая 2011 г., г. Чита. — Чита, 2011. — С. 56‑60.

14.     Топачевский А. В., Масюк Н.П. Методы сбора и изучения водорослей // Пресноводные водоросли Украинской ССР. — Киев, Вищашкола, 1984. — С. 61‑78.

15.     Шкундина Ф. Б. Подледные и ледовые сообщества водорослей // Гидробиологический журнал. — 1988. — Т.24. — №6. — С.15‑18.

16.     Юрьев Д.Н. Развитие ледового перифитона р. Амур в связи со световым фактором // Бот. журн. — 1988. — Т. 73. — № 11. — С. 1546‑1551.

17.     Report of SCOR-UNESCO working group 17. Determination of photosynthetic pigments // Monograph on oceanographic methodology: Determination of photosynthetic pigments in seawater. — UNESCO, 1966. — P. 9‑18.