Современное состояние зоопланктона Севастопольской бухты

Аннотация. Исследованы видовой состав и биомасса зоопланктонных организмов в различных частях Севастопольской бухты. Подтверждена зависимость количественного и качественного распределения зоопланктона с условиями водообмена от уровня антропогенных воздействий.

Цель: исследование современного состояния зоопланктона Севастопольской бухты в условиях антропогенного воздействия.

Методы: в ходе работы были использованы стандартные гидробиологические методы исследования.

Ключевые слова: зоопланктон, гидробионты, севастопольская бухта, биомасса, видовой состав, антропогенное загрязнение.

Введение

С каждым годом проблема сохранения окружающей среды становится всё актуальнее.

В Севастопольской бухте, где расположен крупный морской порт, постоянно происходят значительные изменения в динамике солёности, температуры, кислородного режима, и особенно в степени загрязнений вод бухты различными стоками большого города и порта.

Любые загрязнения бухты оказывают неблагоприятные воздействия на жизнедеятельность гидробионтов, и прежде всего на их трофические связи, нарушение которых приводят к разбалансированности морских пелагических экосистем и протекающих в них функциональных процессов.

Биологическая продуктивность водных экосистем существенно снижается. Любые вопросы, связанные с сохранением и восстановлением экосистем водоёмов, не могут быть решены без знаний об особенностях водных экосистем, их структуре и функционировании. Скорость этих процессов связана с жизнедеятельностью гидробионтов во всей сложности их отношений. Кроме того, зоопланктон представляет собой существенное звено в формировании пищевой цепи обитателей всего моря.

Материалы и методы

Объектом исследований является зоопланктон Севастопольской бухты. Сбор материала проводили в летние месяцы в Севастопольской бухте на 4-х станциях (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема Севастопольской бухты и станции отбора проб

Пробы отбирали на четырёх станциях:

• станция 1. В месте впадения в бухту реки Чёрной — с глубины 1-2 м;
• станция 2. Бухта Голландия — с глубины 2-10 м;
• станция 3. Южная бухта — с глубины 2-10 м;
• станция 4. Вблизи выхода из бухты — с глубины 2-10 м.

Для отбора проб использовали малую планктонную сеть Джеди с диаметром входного отверстия 36 см и фильтрующим конусом капронового сита № 74.

Пробу концентрировали до 50 мл, а затем весь материал фиксировали 4 % раствором нейтрального формалина. Дальнейшую обработку материала проводили в лаборатории.

Обрабатывали зоопланктонный материал согласно счётной методики Гензена [7, с. 14-20] с применением камеры Богорова и штемпель-пипетки объёмом 1 мл. Просмотр материала проводили под микроскопом «ЛОМО» при увеличении 16×10 и 16×8 [10]. При обработке материала использовали инструкцию [1, с. 972-977].

В фиксированном материале отловленные мертвые организмы отличаются от живых по нарушенным тканям тела, что выражается наличием зернистости, вызванной деятельностью редукционных микроорганизмов [8, с. 39-44], поэтому учёт живых и мертвых экземпляров проводили отдельно.

Всего отобрано 48 проб, в том числе 16 — на видовой состав, 16 — на численность и 16 — на биомассу зоопланктона. Все результаты обработаны стандартными статистическими методами [9, с. 144-150].

Результаты

Относительная качественная бедность зоопланктона в Севастопольской бухте обусловлена особенностями гидрологического режима.

Период исследований совпадал с массовым размножением большинства видов копепод, поэтому в планктонных пробах резко возрастает количество их яиц и молоди на ювенальных стадиях развития, которые и составляют основную биомассу и численность зоопланктона. Теплолюбивые формы в этот период практически не размножаются, так как температура остается ещё низкой для их развития.

В летние месяцы 2018 год зоопланктон Севастопольской бухты был представлен всего двенадцатью систематическими группами многоклеточных животных (таблица 1).

Таблица 1.

Видовой состав зоопланктона в Севастопольской бухте в летние месяцы 2018 года по полигонам

Примечания:

+ - вид отмечен на данной станции;

– - вид на данной станции не обнаружен.

Всего отмечено 26 видов зоопланктонных организмов и личиночные стадии (меропланктон) 7 видов бентосных животных.

Биомасса зоопланктона в районе станции № 1 была на уровне 25 мг/м³. Формировали основу зоопланктонного сообщества здесь организмы на личиночной стадии — около половины от всей биомассы, а именно, 13 мг/м³. В их числе наиболее массовыми были личинки рода Balanus и вида Pleopis polyphemoides.

Биомасса зоопланктона в районе 2 станции составила 28 мг/м³. Доля личиночного зоопланктона здесь составила 7,4 мг/м³.

Наименьший показатель биомассы зоопланктона был получен при обработке проб, взятых на 3 станции — 17 мг/м³, где на долю личинок приходится 10,2 мг/м³.

На станции № 4 биомасса составила 24 мг/м³.

Проследив динамику зависимости численности и биомассы от места отбора проб и сопоставив климатические условия и биологические особенности развития отдельных видов, которые формировали основную массу при обработке проб, стало возможным сделать ряд основных выводов.

Температура воды в бухте была 17-18 C^О, а температура воздуха над бухтой составляла 26-27 C^О, что является оптимальными условиями для развития таких видов как Pleopis polyphemoides, Pleopis tergestina, Balanus improvisus, Balanus nauplii. Именно на этот период, принимая во внимание биологический цикл их развития на момент отбора проб, приходился основной этап нереста большинства зоопланктонных организмов.

Когда температура воздуха резко поднялась до 35 С^О, а воды до 23 С^О, количество нерестящихся рачков существенно снизилось. Температурные повышения негативно воздействовали на гидробионтов, что привело к резкому снижению их численности и биомассы.

Следует иметь ввиду, что в июле многие виды рыб, обитающие в районе Севастопольской бухты, уже отнерестились, а их личинки и мальки перешли на питание зоопланктонными организмами, что привело к интенсивному выеданию зоопланктона.

Обсуждение

При изучении сезонной динамики развития и распространения зоопланктона, а также влияния антропогенных факторов на зоопланктон были получены следующие данные: в июле в составе зоопланктонного сообщества было обнаружено ~20 доминантных видов и личиночные формы. Основную часть ценообразующего комплекса представляли личинки донных животных — 88 % численности и 75 % биомассы. Наряду с ними существенное значение имели коловратки — 9-10 % соответственно. Этим зоопланктон коренным образом отличается от планктона средней и открытой части бухты, где преобладают представители ракообразных.

Акватория порта, его глубины способствуют практически равномерному распределению зоопланктона. Значительную долю от общего количества занимают ряд доминирующих видов, таких как Oithona davisae, Balanus nauplii, Pleopis polyphemoides. Критерием неблагополучных условий может служить наличие нехарактерных для планктона компонентов как, например, нематоды, обнаруженные в отдельных частях бухты. В районах станций № 1 и № 2 планктонное сообщество характеризуется очень высокими показателями смертности рачкового планктона Paracalanus parvus — 15 % и Pseudocalanus elongatus — 20 %. В центре порта, вследствие аккумуляции взвешенных частиц с адсорбированными на них токсикантами, страдают, в первую очередь, тонкие фильтраторы (коловратки, кладоцеры, меропланктон и молодь калянид).

Следует отметить очень невысокую численность, а, следовательно, и биомассу кладоцер [12, с. 77-82]. Кладоцеры Penilia avirostris и Pleopis polyphemoides стали очень редкими. Доминирующими видами стали Acartia clausi, Pseudocalanus elongates, Calanus euxinus, но биомасса их значительно уменьшилась. К сожалению, и эти кормовые организмы на прошедший период в Чёрном море на 30-40 % снизили свою численность.

На всех станциях среди ракообразных доминировали сапробионтные виды, не загрязнённых вод представлены единичными экземплярами (Paracalanus parvus), а обычные для морского зоопланктона виды (Oithona nana, O. minuta и др.) в исследуемый период практически не отмечены в данном районе.

Организмы, имеющие высокую степень устойчивости к загрязнениям, развиваются в порту в очень больших количествах. Преимущественно это бентосные детритофаги (балянусы, полихеты, коловратки).

Существенное видовое и количественное преобладание личиночных стадий планктона даёт основание считать, что они являются чувствительными биологическими индикаторами эвтрофности морских вод.

Именно с этим связано увеличение численности этой группы планктонных организмов в портовой части, особенно близ устья реки Чёрная, что привело к увеличению удельного веса организмов солоновато-водного комплекса. Всё это свидетельствует об элиминационных процессах и биологических показателях воды данного района, которые не соответствуют уровню вод удовлетворительной чистоты.

Заключение

Результаты исследований современного состояния зоопланктона Севастопольской бухты и сравнительный анализ полученных данных по видовому составу и биомассе с результатами исследований предыдущих лет свидетельствуют, что экологическое состояние Севастопольской бухты не удовлетворяет нормам по многим гидрохимическим показателям и оказывает негативное влияние на зоопланктонное сообщество. Поэтому крайне необходимы постоянный мониторинг этой водной экосистемы и разработка мероприятий и рекомендаций по срочному снижению всех видов антропогенных загрязнений бухты.

Многочисленные исследования влияния антропогенной эвтрофикации на состояние гидробионтов в прибрежных участках Чёрного моря [2, с. 98-101; 3, с. 140-144; 4, с. 102; 5, с. 177-179; 6, с. 72-76; 11, с. 117-121; 12, с. 43] выявили отрицательное воздействие антропогенных загрязнений на состояние зоопланктонных сообществ. Это выражается в существенном снижении общей биомассы зоопланктона, его численности и обеднению кормового планктона, а также развитию кладоцеры Pleopis polyphemoides — индикатора значительного загрязнения вод, появления скоплений мёртвого зоопланктона.

Постоянно возрастающее загрязнение Чёрного моря, а особенно его шельфовой зоны, уже привело к значительным проблемам, с которыми сталкиваются водные организмы: снижение уровня прозрачности до 2 м, увеличение зоны гипоксии с 2 до 40 тыс. км², резкое увеличение численности одноклеточных организмов, медуз и гребневиков, а также других стихийных вселенцев, чуждых для данного водоёма.

На основании исследований Севастопольской бухты в летние месяцы 2018 года стало возможным сделать следующие выводы.

В летние месяцы 2018 года в Севастопольской бухте отмечено 26 видов зоопланктонных организмов и личиночные стадии (меропланктон) 7 видов бентосных животных.

Самыми распространенным и многочисленными организмами в зоопланктоне были гребневик Beroe ovatа (327 экз./м³), составляющая до 25 % от общей численности, полисапробная кладоцера Pleopsis polyphemoides (744 экз./м³ и 25 % соответственно), а также личиночные стадии бентосных животных класса усоногих ракообразных и многощетинковых червей, встречающихся на всех исследуемых станциях.

Из кормового зоопланктона наибольшая численность отмечена у циклопоиды Oithona davisae — 251 экз./м³ (18 % общей численности) и каланоиды Paracalanus parvus — 104 экз./м³ (7,0 % общей численности). Численность остальных видов не превышает 5 % от общей численности зоопланктона.

Биомасса зоопланктона в зависимости от станций составляла от 15,5 до 28,0 мг/м³. Около половины биомассы на каждой станции составляли не кормовые виды зоопланктона (личинки бентосных организмов и желетелые) Beroe ovatа, Cirripedia nauplii, Polychаeta larvae, что указывает на значительную антропогенную нагрузку на данную акваторию.

Список литературы:

1. Богоров В. Г. Колесников А. Г. О связи физической, химической и биологической структуры верхнего слоя вод Чёрного моря // Доклады АН СССР. 1967. Т. 172. № 5. 1236 с.
2. Болгова Л. В., Горяйнова Л. И., Литвин А. Ю. Изменения в структуре планктонных сообществ Новороссийской бухты // Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных районов России и сопредельных территорий. Краснодар, 2005. 198 с.
3. Горяйнова Л. И. Зоопланктон Северо-Восточной части Чёрного моря в зимний период 1967 года // Труды Новороссийской биологической станции. 1967. 266 с.
4. Грезе В.Н. Основы биологической продуктивности Чёрного моря. Киев, 1979. 391 с.
5. Заика В. Е. Де-евтрофикация Чёрного моря т влияние климатических осцилляций // Состояние экосистем шельфовой зоны Чёрного и Азовского морей в условиях антропогенного воздействия. Краснодар, 2011. 354 с.
6. Зайцев Ю. П. Северо-западная часть Чёрного моря как объект современных гидрологических исследований. // Биология моря. Киев, 1977. Вып. 43. 672 с.
7. Инструкция по сбору и обработке планктона [ВНИРО]. М., 1982. 74 с.
8. Коваль Л. Г. Учёт живого и мертвого зоопланктона как один из путей оценки жизненных условий в море // Тезисы II Всесоюзной конференции по биологии моря. Севастополь, 1978. 462 с.
9. Лакин Г. Ф. Учебное пособие для биол. спец. вузов, 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1990. 352 с.: ил.
10. Плотников Г. К., Пескова Т. Ю., Шкуте А., Пупиня А., Пупиньш М. Сборник классических методов гидробиологических исследований для использования в аквакультуре. Даугавпилсский университет, 2017. 281 с.
11. Селифонова Ж. П. Голопланктон акваторий курортных городов Северо-восточной части Чёрного моря // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отд. Биологии. 2014. Т. 119. Вып. 3. 302 с.
12. Шушкина Э.А. Виноградов М.Е., Мусаева Э.И. Биомасса планктона Чёрного моря в поздневесенний период // Современное состояние экосистемы Чёрного моря. М.: Наука, 1987. 234 с.