Мониторинг и современное состояние планктофауны и бентофауны олиготрофного водоема (Урозеро, Южная Карелия)

Савосин Е.С.; Кучко Я.А.; Савосин Д.С.; Savosin E.S.; Kuchko Ya.A.; Savosin D.S.

doi:10.17072/1994-9952-2026-1-73-81

Научные статьи \ Математика. Естественные науки \ Биологические науки в целом \ Общая экология. Биоценология. Гидробиология. Биогеография

Мониторинг и современное состояние планктофауны и бентофауны олиготрофного водоема (Урозеро, Южная Карелия)

Автор: Савосин Е.С., Кучко Я.А., Савосин Д.С.

Журнал: Вестник Пермского университета. Серия: Биология @vestnik-psu-bio

Рубрика: Экология

Статья в выпуске: 1, 2026 года.

Бесплатный доступ

Приводятся материалы исследований современного состояния сообществ зоопланктона и зообентоса оз. Урозера (Прионежский р-н, республика Карелия). Исследована фауна гидробионтов водоема, слабо подверженного влиянию антропогенных факторов и имеющего статус государственного гидрологического памятника природы регионального значения. Проведены анализ качественного и количественного состава, оценка видового разнообразия зоопланктона и зообентоса, структура видов-доминантов, их процентное соотношение в составе проб в литоральных и профундальных зонах. Анализ полученных данных показал, что по уровню развития зоопланктона и макрозообентоса, низким показателям содержания в воде биогенных элементов можно охарактеризовать Урозеро как водоем олиготрофного типа с благоприятными условиями обитания для гидробионтов. Величина индекса сапробности (по Пантле и Букку) по зоопланктону варьировала от 1.20 до 1.36, индекс Шеннона 2.68–2.96 бит/экз., что свойственно олигосапробным водным объектам. Биотические индексы, рассчитанные с использованием показателей макрозообентоса, подтверждают уровень сапробности Урозера. Специализированные индексы (Гуднайта-Уитлея, Майера, Балушкиной) характеризуют водоем как умеренно-загрязненный. Оценка особенностей формирования сообщества планктоценоза и бентоценоза в водоемах в условиях возрастающих воздействий антропогенного характера, представляется актуальной задачей научно-исследовательских работ, направленных на краткосрочный и долгосрочный мониторинг водных объектов, особенно имеющих статус приближенных к ООПТ территорий. Полученные результаты могут быть использованы для проведения комплексных работ по экологическому мониторингу подобных водных объектов.

Еще

Пресноводная экосистема, зоопланктон, зообентос, численность, биомасса, трофический статус, экология, Урозеро

Короткий адрес: https://sciup.org/147253588

IDR: 147253588 | УДК: 574.58 | DOI: 10.17072/1994-9952-2026-1-73-81

Monitoring and current state of plankton and benthic fauna of an oligotrophic reservoir (Urozero, Southern Karelia)

This article presents research findings on the current state of zooplankton and zoobenthos communities in Urozero (Prionezhsky District, Republic of Karelia). The study examined the aquatic fauna of the reservoir, which is weakly affected by anthropogenic factors and has the status of a state hydrological natural monument of regional significance. The study conducted an analysis of the qualitative and quantitative composition, assessed the species diversity of zooplankton and zoobenthos, and examined the structure of dominant species and their percentage ratio in samples from the littoral and profundal zones. The analysis of the studies showed that, in terms of the development of zooplankton and macrozoobenthos and low nutrient levels in the water, Urozero can be characterized as an oligotrophic reservoir with favorable habitat conditions for aquatic organisms.The saprobity index (Pantle and Buck) for zooplankton ranged from 1.20 to 1.36, while the Shannon index ranged from 2.68 to 2.96 bit/ind., which is typical of oligosaprobic water bodies. Biotic indices calculated using macrozoobenthos indicators confirm the saprobity level of the Urozero reservoir. Specialized indices (Goodnight-Whitley, Mayer, and Balushkina) characterize the reservoir as moderately polluted. Assessing the characteristics of planktocenosis and benthocenoses in reservoirs under conditions of increasing anthropogenic impacts is a relevant task for research aimed at short- and long-term monitoring of water bodies, especially those in areas close to protected areas. The results obtained can be used for comprehensive environmental monitoring of such water bodies.

Еще

Текст научной статьи Мониторинг и современное состояние планктофауны и бентофауны олиготрофного водоема (Урозеро, Южная Карелия)

Озеро Урозеро, расположенное в Республике Карелия, обладает статусом охраняемого гидрологического объекта регионального значения. Уникальность этого озера заключается в необычайно светлой и кристально чистой воде с голубовато-зеленым отливом. Вода отличается высокой прозрачностью и качеством, состояние экосистемы озера до середины 2000-х гг. по гидрохимическим показателям оценивалось как ультраолиготрофное [Теканова, 2019]. Материалом для написания настоящей работы послужили результаты комплексных исследований в 2005, 2007 и 2022 гг. [Ильмаст, Кучко, Иешко, 2008; Иль-маст, Кучко, Милянчук, 2015].

Гидробиоценоз – важнейший компонент биосферы, испытывающий существенное влияние антропогенного фактора на всех трофических уровнях. Изучение особенностей сообществ гидробионтов в разнотипных водных экосистемах является одной из фундаментальных задач гидробиологии [Закономерности гидробиологического режима …, 2004; Алимов, Бульон, Голубков, 2005; Китаев, 2007]. Проблема сохранения биологических ресурсов в пресноводных экосистемах России тесно связана с проблемой сохранения естественной динамики их структурно-функциональной организации. Деградация биотопов и экосистем в современный период, приводящая к сокращению или полному исчезновению многих видов гидробионтов, непосредственно связана с различными формами антропогенного влияния. В условиях наметившихся тенденций ускоренной трансформации водоемов Карелии под влиянием естественных и антропогенных факторов изучение структуры и функционирования озерных экосистем с особым природоохранным статусом имеет важное значение. При этом контроль состояния водных экосистем является неотъемлемым элементом фонового мониторинга.

Цель исследования – оценка современного гидробиологического состояния оз. Урозеро и сравнение с данными, полученными ранее.

Материал и методы исследования

Озеро Урозеро расположено в южной части Карелии, оно относится к бассейну Онежского озера (рис. 1). Озеро ледниково-тектонического происхождения, его длина – 7.0 км, ширина – 3.3 км, площадь – 13.4 км². Притоки отсутствуют, из водоема вытекает один ручей, соединяющий его с р. Шуей. Озеро сравнительно глубокое, с максимальной глубиной 35 м, средней – 12 м. Воды озера характеризуются нейтральной реакцией (рН – 7.0), общая минерализация составляет 27 мг/л, содержание СО 2 колеблется в среднем около 1.7 мг/л, насыщение кислородом достигает 100%. Прозрачность воды Урозера в начале ХХ в. составляла 15 м, в настоящее время – 6–9 м (табл. 1). По величине содержания биогенных элементов оно относится к олиготрофному типу [Лозовик, Ефременко, 2017].

Изучение гидробиологии озер Кончезерской группы было положено в 30-х годах прошлого столетия сотрудниками Бородинской биологической станции [Смирнов,1933; Гордеев, 1950, 1959]. Наши исследования проводились в летне-осенний период 2005, 2007 и 2022 гг., карта-схема расположения гидробиологических станций приводится на рисунке.

Таблица 1

Основные лимнологические показатели оз. Урозера [Main limnological indicators of Lake Urozero]

Показатель	Величина
Географические координаты	61^о 56’ с.ш.; 34^о 06’ в.д.
Высота над уровнем моря, м	42.6
Площадь водосбора, км²	12.1
Площадь водной поверхности, км²	13.4
Максимальная глубина, м	35.0
Средняя глубина, м	12.0
Цветность, град.	3.0 – 4.0
Прозрачность, м	9.0
рН	7.0
Перманганатная окисляемость, мгО 2 /л	1.8 – 2.7
Содержанное О 2 , % насыщения поверхность	97 – 105
Фосфор (мин.), мг/л	0.001
Фосфор (общ.), мг/л	0.005
N-NH 4 мг/л	0.02
N-NO 3 мг/л	0.01
N (орг.), мг/л	0.27
Азот (общ.), мг/л	0.35

Карта-схема объекта исследования

[Schematic map of the study site]

Для отбора проб зоопланктона использовался 2-литровый батометр Руттнера. Облавливались все слои воды с интервалом 1 м с 3-кратной повторностью. Интегральные пробы (поверхность-дно) фильтровались через газ № 70, концентрировались до 100 мм3 и фиксировались 4% формалином. Пробы обрабатывались в соответствии со стандартными методами1. Биомасса определялась расчетным методом, рассчитывались индексы видового разнообразия Шеннона и сапробности Пантле-Букк2. Трофический статус оценивался по шкале С.П. Китаева [2007]. Таксономия коловраток и низших ракообразных приводится согласно Определителю зоопланктона и зообентоса пресных вод Европейской России [2010].

Для отбора количественных проб зообентоса использовали дночерпатель Экмана – Берджа (площадь захвата 0.025 м2), по два подъема на пробу. Грунт промывали с помощью сита (размер ячеи 0.5 мм), полученный материал фиксировали 8% раствором формалина. Камеральную обработку проводили в лаборатории с помощью бинокулярного микроскопа, беспозвоночных сортировали по таксономическим группам и взвешивали с точностью 0.1 мг. Виды определяли с использованием современных руководств [Timm, 2009; Определитель зоопланктона и зообентоса …, 2010; Определитель зоопланктона и зообентоса ..., 2016]. Названия видов приведены на основе базы данных Global Biodiversity Information Facility (GBIF.org) и Fauna Europea [De Jong et al., 2014].

Для оценки видового разнообразия на станциях рассчитывали индекс Шеннона (H) [Мэгарран, 1992] по формуле:

H = – Ʃ pilog2pi, где pi – доля особей i-го вида. Расчеты проведены в программе PAST3.18 [Hammer, Harper, Ryan, 2001].

Анализ уровня сапробности озер с использованием выявленных видов-индикаторов зообентоса проводили по методу Пантле – Букка [Sládeček, 1973; Мэгарран, 1992], учитывая региональные особенности водоемов Карелии. Уровень трофности оценивали по шкале С.П. Китаева [2007].

В качестве дополнительного показателя качества вод служил хирономидный индекс (К) [Балушкина, 1997], рассчитанный по формуле:

К = αt + 0.5α ch, αo, где αch – αChironominae, αo – αOrtocladiinae и Diamesinae, αt – αTanipodinae. α = N + 10, где N – относительная численность особей всех видов данного подсемейства в процентах от общей численности особей всех хирономид. Значение индекса К от 0.14 до 1.08 характеризует чистые воды, 1.08–6.05 – умеренно загрязненные, 6.5–9.0 – загрязненные, 9.0–11.5 – грязные. Кроме этого, для исследованного водоема рассчитывали специализированные индексы, основанные на учете макрозообентоса, – Гуднайта – Уитлея (олигохетный), Майера [Вшивкова и др., 2019].

Результаты и их обсуждение

Зоопланктон

По результатам наших исследований было отмечено 40 видов планктонных ракообразных и коловраток (табл. 2). Из них Rotifera – 16 видов, Copepoda–10 (Calaniformes – 4, Cyclopiformes – 6), Cladocera–10. По числу видов разнообразие планктонной фауны Урозера достигается за счет примерно равного соотношения представителей трех основных групп. Основными формами летнего планктонного комплекса ракообразных являются эвритопные виды – Bosmina longirostris (O.F.Müller, 1776) , Daphnia cristata Sars, 1862 , Thermocyclops oithonoides (Sars G.O., 1863) , Eudiaptomus gracilis (Sars G.O., 1863) , а также представители северной фауны – Bosmina (Eubosmina) coregoni Baird, 1857 , Holopedium gibberum Zaddach, 1855. В связи со слабым развитием высшей водной растительности прибрежные и зарослевые формы представлены ограниченным числом видов: Sida crystallina (O.F.Müller, 1776), Scapholeberis mucronata (O.F.Müller, 1776), а также ряд хидорид и хищные Polyphemus pediculus (Linnaeus, 1761) и Megacyclops viridis (Jurine, 1820). На глубинах свыше 10 м отмечаются реликтовые веслоногие ракообразные Lim-nocalanus macrurus Sars G.O . ,1863 и Eurytemora lacustris (Poppe, 1887). Из коловраток наибольшей численности достигают типичные представители северного ротаторного комплекса – Asplanchna priodonta Gosse, 1850 , Kellicottia longispina (Kellicott, 1879) и Conochilus unicornis Rousselet, 1892. Повсеместно, но в небольших количествах встречаются Keratella cochlearis (Gosse, 1851) и Bipalpus hudsoni (Imhof, 1891). Количественные показатели планктофауны представлены в табл. 3.

Таблица 2

Видовой состав зоопланктона Урозера [Species composition of zooplankton in Urozero]

Таксон	2005	2007	2022
Тип Rotifera Коловратки
Cephalodella sp.	+	-	-
Trichocerca longiseta (Schrank, 1802)	-	-	+
Gastropus stylifer Imhof, 1891	+	-	+
Synchaeta stylata Wierzejski, 1893	+	-	+
Polyarthra vulgaris Carlin, 1943	+	-	+
Polyarthra euryptera Wierzejski, 1891	+	+	+
Asplanchna priodonta Gosse, 1850	+	+	+

Окончание табл. 2

Таксон	2005	2007	2022
Euchlanis sp.	+	-	-
Euchlanis triquetra Ehrenberg, 1838	-	-	+
Ploesoma truncatum (Levander, 1894)	+	-	-
Bipalpus hudsoni (Imhof, 1891)	+	+	+
Keratella cochlearis (Gosse, 1851)	+	+	+
Keratella cochlearis micracantha (Lauterborn, 1898)	+	-	-
Kellicottia longispina (Kellicott, 1879)	+	+	+
Conochilus hippocrepis (Schrank, 1803)	-	+	-
Conochilus unicornis Rousselet, 1892	+	+	+
Тип Arthropoda Ракообразные
Подкласс Copepoda Веслоногие ракообразные
Limnocalanus macrurus Sars G.O., 1863	-	+	+
Eudiaptomus gracilis (Sars G.O., 1863)	+	+	+
Eurytemora lacustris (Poppe, 1887)	-	+	+
Heterocope appendiculata Sars G.O., 1863	-	+	+
Cyclops strenuus strenuus Fisher, 1851	+	-	+
Cyclops scutifer scutifer Sars G.O., 1863	-	-	+
Megacyclops viridis (Jurine, 1820)	-	-	+
Mesocyclops leuckarti (Claus, 1857)	+	+	+
Thermocyclops oithonoides (Sars G.O., 1863)	+	+	+
Paracyclops fimbriatus (Fisher)	-	+	+
Надотряд Cladocera Ветвистоусые ракообразные
Sida crystallina (O.F.Müller, 1776)	-	-	+
Holopedium gibberum Zaddach, 1855	+	+	+
Daphnia longispina (O.F.Müller, 1776)	+	-	+
Daphnia cristata Sars, 1862	-	+	+
Scapholeberis mucronata (O.F.Müller, 1776)	-	-	+
Chydorus sphaericus (O.F.Müller, 1776)	+	+	+
Alona costata Sars, 1862	-	+	+
Alona quadrangularis (O.F.Müller, 1776)	-	+	+
Bosmina longirostris (O.F.Müller, 1776)	-	+	+
B. (Eubosmina) coregoni Baird, 1857	+	-	+
B. (Eubosmina) crassicornis Lilljeborg, 1887	+	-	-
Polyphemus pediculus (Linnaeus, 1761)	-	+	+
Bythotrephes longimanus Leydig, 1860	-	-	+
Leptodora kindtii (Focke, 1844)	-	+	+
Всего видов	22	22	34

Таблица 3

Количественные показатели зоопланктона Урозера [Quantitative indicators of zooplankton in Urozero]

Группа	2005 г.*		2005 г.*		2007 г.*		2022 г.**
	май		август		июль		июнь
	N B	% %	N B	% %	N B	% %	N B	% %
Rotifera	7.27	63	1.1	10	8.61	38	0.33	4
	0.004	2	0.001	<1	0.005	1	0.0002	<1
Cladocera	1.32	11	6.42	58	8.95	40	2.20	26
	0.191	80	0.316	83	0.494	85	0.100	42
Cyclopiformes	1.46	13	3.16	28	4.44	20	4.30	51
	0.014	6	0.042	11	0.060	10	0.067	28

Окончание табл. 3

Группа	2005 г.*		2005 г.*		2007 г.*		2022 г.**
	май		август		июль		июнь
	N B	% %	N B	% %	N B	% %	N B	% %
Calaniformes	1.48 0.030	13 12	0.42 0.020	4 6	0.38 0.022	2 4	1.62 0.070	19 30
Всего	11.53 0.239	100 100	11.1 0.379	100 100	22.38 0.581	100 100	8.45 0.237	100 100

Примечание: * – Ильмаст, Кучко, Иешко [2008]; ** – наши данные; в числителе – численность, тыс.экз./м3; в знаменателе – биомасса, г/м3.

Основа биомассы в летний период (72% в среднем по годам) создается ветвистоусыми ракообразными, главным образом видами родов Bosmina и Daphnia. На долю калянид (в основном E. gracilis ) и циклопид ( Th. oithonoides , C. strenuus, C. scutifer ) приходится 13 и 14% соответственно. Коловратки играют незначительную роль в образовании биомассы зоопланктона, в мае-августе их средний удельный вес составляет около 1%. По численности преобладают Copepoda (38% в среднем по годам), Cladocera и Ro-tifera формируют 34% и 28% соответственно.

Таким образом, по уровню количественного развития зоопланктона со среднелетней биомассой 0.359 г/м3 и численностью 13.4 тыс.экз./м3, оз. Урозеро можно отнести к разряду ультраолиготрофных – олиготрофных водоемов [Китаев, 2007]. Величина индекса сапробности по Пантле и Букку изменялась от 1.20 до 1.36, что соответствует олигосапробному классу водных объектов. Индекс видового разнообразия Шеннона, рассчитанный по биомассе, колеблется в пределах 2.68–2.96.

Макрозообентос

Донная фауна озера была представлена 10 таксономическими группами. Доминирующими организмами, как по численности, так и по биомассе, были реликтовые ракообразные Monoporeia affinis (Lindström, 1855) и хирономиды (табл. 4). Также из реликтовых ракообразных в водоеме отмечен рачок Pallasiola quadrispinosa (G.O.Sars, 1867). Средняя биомасса макрозообентоса в осенний период в озере составила 2.66 г/м², при средней численности 1335 экз./м².

Таблица 4

Макрозообентос оз. Урозеро за многолетний период [Macrozoobenthos of Lake Urozero over a long-term period]

Таксон	2005*		f%	2022**		f%
Таксон	N	B	f%	N	B	f%
Oligochaeta	160	0.20	100	110	0.12	60
Bivalvia	40	0.03	50	20	0.01	20
Chironomidae	660	0.81	100	320	0.59	100
Gastropoda	15	0.03	50	40	0.19	60
Ephemeroptera	5	0.01	25	20	0.53	40
Trichoptera	5	0.01	25	-	-	-
Nematoda	145	0.02	75	100	0.03	40
Odonata	10	0.37	25	-	-	-
Amphipoda	295	1.18	75	24	1.52	40
Всего	1335	2.66	100	634	2.99	100

Примечание: * – Ильмаст, Кучко, Милянчук [2015]; ** – наши данные; где N – численность, экз./м2, В – биомасса, г/м2, f % – частота встречаемости в пробах.

В составе макрозообентоса были обнаружены 8 видов-индикаторов органического загрязнения, са-пробность составила 1.43, что соответствует олигосапробной зоне (чистые воды). Индекс Майера равен 11, что характеризует водоем как умеренно– загрязненный (3 класс качества). Индекс Гуднайта–Уитлея (олигохетный индекс) равен 42% (незначительное загрязнение), 2–3 класс качества вод. Согласно полученному значению хирономидного индекса Балушкиной (3.74), оз. Урозеро умеренно-загрязненное. Средняя биомасса макрозообентоса за период исследования в 2022 г. составляла 2.99 г/м2 при численности 634 экз./м2.

Водоем обладает незначительным таксономическим разнообразием, результаты исследований приведены в табл. 5.

Таблица 5

Структурно-функциональные характеристики бентоценоза Урозера [Structural and functional characteristics of the Urozero benthocenosis]

Таксон	Вид (род)
Nematoda	Nematoda sp.
Oligochaeta	Limnodrilus hoffmeisteri Claparede,1862 Spirosperma ferox Eisen, 1879 Tubifex tubifex (Müller, 1774)
Gastropoda	Gyraulus sp. Limnaea sp.
Bivalvia	Pisidium sp.
Amphipoda	Monoporeia affinis (Lindström, 1855)
Ephemeroptera	Ephemera vulgata Linnaeus, 1758
Chironomidae	Chironomus plumosus (Linnaeus, 1758) Pseudochironomus prasinatus (Staeger, 1839) Procladius sp. Psectrocladius sordidellus (Zetterstedt, 1838) Monodiamesa bathyphila (Kieffer, 1918) Tanytarsus excavatus Edwards, 1929 Tanytarsus usmaensis Pagast, 1931 Micropsectra sp.

Количественные показатели

Средняя численность, экз/м²	300±45
Средняя биомасса, г/м²	1.65±0.24
Индекс Майера	11
Индекс Балушкиной (К)	3.74
Индекс Гуднайта–Уитлея	0.42
Индекс сапробности (S)	1.43
Индекс Шеннона, бит/экз.	2.911
Индекс Симпсона	0.11

В рамках настоящей работы проведена оценка современного состояния зоопланктонного и бентосного сообществ Урозера и сопоставление полученных данных с результатами исследований более чем полувековой давности [Гордеев, 1950, 1959]. В озере выявлено 40 таксонов зоопланктона рангом ниже рода, среди которых 10 видов веслоногих ракообразных, 14 ветвистоусых и 16 коловраток. Летние значения численности и биомассы зоопланктона соответствуют олиготрофному статусу планктонной системы. Бентосное сообщество представлено 17 таксонами беспозвоночных, среди которых преобладают личинки хирономид (Chironomidae), олигохеты (Oligochaeta) и моллюски (Mollusca). Плотность и биомасса бентоса в Урозере относительно невысоки, что соответствует олиготрофному типу водоема. Сравнение современных данных о бентосе с результатами исследований прошлых лет выявило незначительные изменения в видовом составе и структуре доминирования. Это свидетельствует об относительной стабильности донных сообществ Урозера и отсутствии значительного антропогенного воздействия на озеро. Устойчивость видового состава и структуры зоопланктона и бентоса, наблюдаемая на протяжении десятилетий, свидетельствует о благоприятном экологическом состоянии озера.

Заключение

Таким образом, результаты исследований показали, что оз. Урозеро по уровню развития зоопланктона и макрозообентоса и низким показателям содержания в воде биогенных элементов можно охарактеризовать как водоем олиготрофного типа с благоприятными условиями обитания для гидробионтов. Динамика структурных индексов сообществ соответствует водоемам, не испытывающим дополнительного эвтрофирующего воздействия. Отмеченные различия в показателях численности и биомассы не выходят за рамки естественных межгодовых колебаний.

По химическому составу воды озера отвечают всем требованиям, предъявляемых к качеству чистых природных вод, и пригодны как для питьевых, так и хозяйственных целей. Некоторое уменьшение прозрачности воды можно рассматривать в аспекте естественного процесса старения озера, глобального потепления климата и, несмотря на природоохранный статус водоема, постепенно увеличивающегося притока биогенов в результате строительства СНТ в береговой зоне.