Планктонные сообщества озера Охтанъярви (Северо-Западная Карелия)

Автор: Кучко Тамара Юрьевна, Ильмаст Николай Викторович, Кучко Ярослав Александрович

Журнал: Ученые записки Петрозаводского государственного университета @uchzap-petrsu

Статья в выпуске: 8 (177), 2018 года.

Бесплатный доступ

Впервые проведена инвентаризация современного состояния сообществ фито- и зоопланктона озера Охтанъярви, которое благодаря своему географическому положению входит в состав Зеленого пояса Фенноскандии. Изучены видовое разнообразие, соотношение основных таксономических групп, структура доминирующих видов гидробионтов, их численность и биомасса в литоральной и пелагической зонах озера. Результаты исследований показали, что по уровню количественного развития фитопланктона в летний период 2013 года воды озера Охтанъярви можно отнести к 3-му классу качества, разряду 3а («достаточно чистая»), что соответствует ß-мезосапробный зоне по шкале сапробности. Среднее значение индекса сапробности, рассчитанного по количественному соотношению индикаторных видов зоопланктона, позволяет отнести озеро к олигосапробному классу (2-й класс качества, чистые природные воды). Озеро Охтанъярви можно рассматривать в качестве удобного контрольного объекта при мониторинге состояния окружающей среды на приграничных территориях.

Еще

Мониторинг, пресноводная экосистема, фитопланктон, зоопланктон, видовой состав, численность, биомасса, трофический статус

Короткий адрес: https://sciup.org/147226374

IDR: 147226374 | DOI: 10.15393/uchz.art.2018.247

Текст научной статьи Планктонные сообщества озера Охтанъярви (Северо-Западная Карелия)

Озеро Охтанъярви расположено в северной части Калевальского района Республики Карелия, географические координаты центра озера 65°13´42 с. ш., 30°46´38´ в. д. [5]. Относится к верховой части водосбора реки Кеми бассейна Белого моря. Благодаря своему географическому положению входит в состав Зеленого пояса Фенно-скандии, протянувшегося по обе стороны вдоль российско-финляндско-норвежской границы [2].

Гидробиоценозы озера практически не изучались, в немногочисленных источниках приводятся отдельные сведения о зоопланктоне озерно-речной системы р. Писта – оз. Верхнее Куйто, к которой относится оз. Охтанъярви (1970 и 1976 годы). По уровню количественного развития зоопланктона исследованные водные объекты данной системы

(реки Писта, Войница, Куржма, оз. Корпиярви) относятся к олиготрофному типу.

Работа проводилась в рамках проекта «Интеллектуальное управление ресурсами Зеленого пояса Фенноскандии» (IntellGreenBelt) (2013– 2014 годы) с целью развития сети ООПТ, рыболовства, различных форм туризма.

Целью исследования являлась оценка современного состояния сообществ фито- и зоопланктона озера Охтанъярви, расположенного на территории Зеленого пояса Фенноскандии.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Комплексные гидробиологические исследования проводились на озере Охтанъярви в июле – августе 2013 года. Озеро ледниково-тектонического происхождения, его длина – 11,4 км, ширина – 4,0 км, площадь – 23 км2, высота над уровнем моря - 167,2 м. Площадь водосбора составляет 360 км2. На озере насчитывается до 10 небольших островов, за исключением острова Охта, который расположен в его юго-западной части и имеет площадь 0,72 км2. Наибольшая глубина озера – 25 м, средняя глубина – 8 м. Берега по большей части каменисто-песчаные, местами встречаются заболоченные участки. Воды озера характеризуются слабокислой реакцией (рН – 6,6), общая минерализация составляет 16 мг/л, содержание СО2 колеблется в среднем около 1,7 мг/л, насыщение кислородом составляет 90 %.

Пробы фито- и зоопланктона отбирались на 7 гидробиологических станциях, выбор которых обуславливался морфометрическими особенностями водоема, отдельно обследовались прибрежная (литораль) и центральная (пелагиаль) части. В пелаги-али пробы отбирались батометром Руттнера объемом 2 л, в литорали на глубинах до 1,0 м – мерным ведром. Водоросли концентрировались осадочным методом через мембранные фильтры с диаметром пор 0,95-1,02 мкм, пробы зоопланктона процеживались через планктонную сеть с диаметром ячеи 90 мкм. Обработка проб фито- и зоопланктона проводилась согласно принятым в гидробиологической практике методам [9], [13], [14]. Оценка качества воды выполнялась по методу Пантле - Букка в модификации Сладечека [1], [8], [15] и в соответствии с эколого-санитарной классификацией [10]. Трофический статус водоема оценивался по шкале трофности по С. П. Китаеву [6]. При определении организмов использовался ряд руководств [11], [12].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

По результатам наших исследований в фитопланктоне озера Охтанъярви обнаружено 22 вида водорослей 6 систематических групп: диатомовые (Bacillariophyta) – 13, золотистые (Chrysophyta) – 1, синезеленые (Cyanophyta) - 1, зеленые (Chlorophy-ta) – 2, эвгленовые (Euglenophyta) – 2, динофитовые (Dinophyta) - 3 (табл. 1). В целом по водоему наибольшего видового разнообразия достигают диатомовые водоросли, на долю которых приходится 59 % от всего видового состава. В литоральной и пелагической зонах отмечается различие в соотношении числа видов по систематическим отделам водорослей (см. табл. 1, рисунок). Повышенное видовое разнообразие гидробионтов в прибрежье по сравнению с центральной частью водоема обычно обусловлено большим разнообразием экологических ниш и наличием «краевого эффекта». К числу массовых в литорали относились виды рода Tabellaria , в пелагиали – представители рода Trachelomonas . Крупноразмерная динофитовая водоросль Ceratium hirundinella , а также пеннат-ные диатомовые водоросли Fragilaria crotonensis , Tabellaria flocculosa , Navicula cryptocephala и несколько других видов были обнаружены только в литоральной зоне озера, золотистая Dinobrion duvergens и эвгленовая Trachelomonas hispida - только в пелагической.

Таблица 1

Видовой состав фитопланктона оз. Охтанъярви

Отдел / Таксон	Литораль	Пелагиаль
Синезеленые (Cyanophyta)
Oscillatoria limosa (Dilv.) Ag.	+	+
Диатомовые (Bacillariophyta)
Aulacoseira distans Ehr.	+	+
Tabellaria fenestrata (Lyngb.) Kütz.	+	+
Tabellaria flocculosa (Roth.) Kütz.	+	–
Cyclotella planctonica Brunnthaler	+	+
Cymbella cymbiformis (Kütz.) V. H. var. cymbiformis	+	–
Cymbella helvetica Kütz. var. helvetica	+	–
Gomphonema acuminatum Ehrenberg	+	+
Fragilaria crotonensis Kitton	+	–
Navicula Kütz. var. cryptocephala	+	–
Navicula radiosa Kütz. var. radiosa	+	+
Navicula Ehr. f tuscula (incl. f minor Hust.)	+	–
Eunotia pectinalis (Dillw.) Rabenh. var. pectinalis	+	–
Epitemia sp.	⁺
Золотистые (Chrysophyta)
Dinobryon divergens Imh.	^–	+
Зеленые (Chlorophyta)
Chamydomonas monadina Stein.	+	+
Cosmarium phaseolum Breb.	+	⁺
Динофитовые (Dinophyta)
Glenodinium quadridens (Stein.) Sch.	+	–
Peridinium goslaviense Wolosz.	_–	+
Ceratium hirundinella (O. F. M.) Bergh.
Эвгленовые (Euglenophyta)
Trachelomonas rugulosa Stein.	+	+
Trachelomonas hispida (Perty) Stein emend. Defl.	^–	⁺
Суммарное число видов	19	12

Таксономическая структура фитопланктона в пелагиали и литорали озера

Количественные показатели фитопланктона приводятся в табл. 2. В прибрежной части основной фон фитопланктона создается за счет развития диатомовых водорослей, на долю которых приходится 92 % от общей численности и 63 % биомассы (Tabellaria fenestrata, T. flocculosa, Aulocoseira distans, виды рода Navicula). В пелагической части озера количественно преоб- ладают эвгленовые водоросли, создающие 86 % численности и 93 % биомассы фитопланктона (Trachelomonas rugulosa, T. hispida). Показатели численности фитопланктона в литорали и пе-лагиали озера Охтанъярви составляют соответственно 65,0 и 61,0 тыс. кл/л, биомассы – 0,212 и 0,447 г/м3, что позволяет отнести водоем к уль-траолиготрофному типу по шкале трофности.

Таблица 2

Количественные показатели фитопланктона оз. Охтанъярви

Отдел	Литораль				Пелагиаль
	численность		биомасса		численность		биомасса
	тыс. кл/л	%	г/м³	%	тыс. кл/л	%	г/м³	%
Bacillariophyta	60,0	92	0,134	63	5,5	9	0,009	2
Chrysophyta	–	–	–	–	0,5	1	0,0002	<1
Chlorophyta	1,5	2	0,003	2	1,0	2	0,003	1
Cyanophyta	1,5	2	0,005	2	–	–	–	–
Dinophyta	1,5	2	0,066	31	1,5	2	0,017	4
Euglenophyta	0,5	1	0,004	2	52,5	86	0,418	93
Всего	65,0	100	0,212	100	61,0	100	0,447	100

Индекс сапробности, рассчитанный по численности индикаторных видов фитопланктона (S = 1,75 для литорали и S = 1,71 для пелагиали), позволяет отнести воды озера к 3-му классу качества, разряду 3а («достаточно чистая»), что соответствует β-мезосапробный зоне по шкале сапробности.

В составе планктонной фауны отмечено 28 видов коловраток и ракообразных, из них Rotifera – 7 видов, Cladocera – 14 видов, Copepoda – 7 видов (табл. 3).

В целом планктонный комплекс оз. Охтанъ-ярви представлен обычными обитателями северных водоемов. Среди коловраток наибольшей численности достигают Asplanchna priodonta , Kellicottia longispina и Conochilus unicornis – обычные представители ротаторного северного планктонного комплекса. Повсеместно, но в небольших количествах встречаются Keratella co-chlearis и Bipalpus hudsoni.

Основу пелагического планктонного комплекса ракообразных составляют широко распространенные в озерах Карелии представители северной фауны ( Holopedium gibberum , Bosmina coregoni , Daphnia cristata , Eudiaptomus gracilis , Thermocyclops oithonoides ), а также ряд эвритопных организмов, отличающихся широкой экологической валентностью ( Mesocyclops leuckarti , Chydorus sphaericus , Bosmina longirostris ). В литоральной зоне, несмотря на слабое развитие высшей водной растительности (тростник, камыш, кубышка, рдесты), достаточно широко представлены придонно-бентические и фитофильные формы. Это главным образом организмы, нуждающиеся в субстрате для периодического прикрепления: Sida crystallina , Scaphole-beris mucronata , а также ряд хидорид и хищные Polyphemus pediculus и Megacyclops viridis . Ценоз прибойной каменистой литорали представляет собой обедненный в видовом составе пелагический комплекс зоопланктона открытых участков озера.

Таблица 3

Видовой состав зоопланктона оз. Охтанъярви

Систематическая группа / Вид Литораль Пелагиаль Класс Rotifera Коловратки
1.	Polyarthra dolichoptera Idelson	–	+
2.	Bipalpus hudsoni (Imhof)	–	+
3.	Asplanchna priodonta Gosse	+	+
4.	Kellicottia longispina (Kellicott)	+	+
5.	Conochilus unicornis Rousselet	+	+
6.	Keratella cochlearis (Gosse)	–	+
7.	Euchlanis dilatata Ehrenberg	+	+
Класс Crustacea Ракообразные Надотряд Copepoda Веслоногие раки Отряд Calaniformes
8.	Heterocope appendiculata Sars	+	+
9.	Eudiaptomus gracilis (Sars)	–	+
10.	Eurytemora lacustris (Poppe)	–	+
Отряд Cyclopiformes
11.	Thermocyclops oithonoides (Sars)	+	+
12.	Mesocyclops leuckarti (Claus)	+	+
13.	Eucyclops serrulatus (Fischer)	+	–
14.	Megacyclops viridis (Jur.)	+	–
Надотряд Cladocera Ветвистоусые раки
15.	Sida crystallina (O. F. Muller)	+	–
16.	Limnosida frontosa Sars	–	+
17.	Holopedium gibberum Zaddach	+	+
18.	Daphnia cristata Sars	+	+
19.	Ceriodaphnia quadrangula (O. F. Muller)	–	+
20.	Chydorus sphaericus (O. F. Muller)	+	+
21.	Acroperus harpae (Baird)	+	–
22.	Alonopsis elongatus Sars	+	–
23.	Pleuroxus truncatus (O. F. Muller)	+	–
24.	Scapholeberis mucronata (O. F. Muller)	+	–
25.	Bosmina (Bosmina) longirostris (O. F. Muller)	+	+
26.	B. (Eubosmina) coregoni Baird	+	+
27.	B . (E.) cf. kessleri Uljanin	–	+
28.	Polyphemus pediculus (Linne)	+	+
	Всего видов	20	21

Количественные показатели зоопланктона в литорали и пелагиали по группам приведены в табл. 4.

Как в пелагической, так и в прибрежной части по численности и биомассе абсолютно доминируют кладоцеры. В пелагиали основа биомассы создается главным образом за счет Holopedium gibberum и видов рр. Bosmina и Daphnia (90 %). На долю циклопид ( M. leuckarti , Th. oithonoides ) и калянид ( E. gracilis , H. appendiculata ) приходится 5 и 4 % соответственно. Коловратки играют незначительную роль в образовании биомассы зоопланктона, их средний удельный вес составляет 1 %. По численности доминируют ветвистоусые ракообразные (55 %) и коловратки (23 %). Индекс видового разнообразия составляет 2,1 бит/экз., индекс сапробности – 1,42.

В зоне зарослевой литорали, на участках, защищенных от прямого ветрового и волнового воздействия, создаются особые условия для развития зоопланктона. При стечении благоприятных кормовых и температурных факторов биомасса зоопланктона может создаваться за счет массового развития 1–2 видов (так называемые вспышки численности), что отражается на ее повышенных величинах. Данное явление было отмечено нами на литоральных станциях, где за счет массового развития крупных кладоцер Polyphemus pediculus и Sida crystallina средняя биомасса зоопланктона составила 2,296 г/м3, а удельный вес этих видов колебался от 75 до 84 %. На долю остальных групп зоопланктона (веслоногие ракообразные и коловратки) приходилось менее 1 % по биомассе (см. табл. 4). В таких локациях создаются благоприятные кормовые условия для гидробионтов других трофических уровней, в первую очередь молоди рыб. Индекс видового разнообразия составляет 1,6 бит/экз., индекс са-пробности – 1,48.

По уровню количественного развития зоопланктона озеро Охтанъярви в целом можно охарактеризовать как олиготрофный водоем с биомассой менее 1 г/м3 с наличием отдельных β-мезотрофных участков в прибрежной зоне [6]. По величине индекса сапробности по зоопланктону водоем можно отнести к олигосапробному классу (2-й класс качества, чистые природные воды).

Количественные показатели

Таблица 4

зоопланктона оз. Охтанъярви

Отдел	Литораль				Пелагиаль
	численность		биомасса		численность		биомасса
	тыс. экз./м³	%	г/м³	%	тыс. экз./м³	%	г/м³	%
Rotifera	0,81	3	0,006	<1	3,02	23	0,007	1
Cladocera	22,78	95	2,28	99	7,20	56	0,568	89
Cyclopiformes	0,52	2	0,009	<1	2,13	17	0,033	5
Calaniformes	0,03	<1	0,001	<1	0,54	4	0,027	5
Всего	24,14	100	2,296	100	12,89	100	0,635	100

ВЫВОДЫ

Полученные данные позволяют отнести озеро Охтанъярви к водоемам с высоким качеством воды, сопоставимым по гидробиологическим и гидрохимическим показателям с карельскими водоемами, имеющими различный природоохранный статус, - озера Каменное, Урозеро, Му-нозеро [3], [4], [7].

Озеро обладает достаточно высоким рекреационным потенциалом, учитывая благопри- ятный ландшафт и наличие в составе ихтиофауны видов, представляющих интерес для любительского и спортивного рыболовства (сиг, щука, окунь). Отсутствие промышленных, хозяйственно-бытовых стоков и малонаселенность района расположения позволяют рассматривать озеро Охтанъярви в качестве удобного контрольного объекта при мониторинге состояния окружающей среды на приграничных территориях.

* Финансовое обеспечение исследований осуществлялось из средств бюджета на выполнение государственного задания, проект № 0221-2017-0045; Программы Президиума РАН, проект № 0222-2018-0002, проект РФФИ № 18-04-00163.

Список литературы Планктонные сообщества озера Охтанъярви (Северо-Западная Карелия)

Баринова С. С., Медведева Л. А., Анисимова О. В. Биоразнообразие водорослей-индикаторов окружающей среды. Тель-Авив: Pilies Studio, 2006. 498 c.
Зеленый пояс Фенноскандии / Под ред. А. Н. Громцева, О. Л. Кузнецова. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2014. 116 с.
Ильмаст Н. В., Китаев С. П., Кучко Я. А., Павловский С. А. Гидроэкология разнотипных озер южной Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2008. 90 с.
Ильмаст Н. В., Стерлигова О. П., Кучко Я. А. Рыбохозяйственное использование малых водоемов Карелии (на примере Урозера) // Озера Евразии: проблемы и пути их решения: Материалы 1-й Междунар. конф. (1115 сентября 2017 г.). Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2017. С. 506-510.
Каталог озер Карелии / Под ред. Н. Н. Филатова, А. В. Литвиненко. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2001. 290 с.
Китаев С. П. Основы лимнологии для гидробиологов и ихтиологов. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. 390 с.
Кучко Я. А., Кучко Т. Ю., Ильмаст Н. В. Зоопланктон как показатель состояния экосистемы озера Каменное // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2014. № 6 (143). С. 22-26.
Макрушин А. В. Биологический анализ качества вод. Л.: Зоологический институт АН СССР, 1974. 60 с.
Методические рекомендации по сбору и обработке материалов при гидробиологических исследованиях на пресноводных водоемах. Зоопланктон и его продукция. Л.: ГосНИОРХ, 1984. 33 с.
Оксиюк О. П., Жукинский В. Н., Брагинский Л. П. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши // Гидробиологический журнал. 1993. Т. 29. № 4. С. 62-76.
Определитель пресноводных водорослей СССР. Т. 1-8, 10, 11, 13, 14 / Под ред. М. М. Голлербаха. Л.: Наука, 1986.
Определитель зоопланктона и зообентоса пресных вод Европейской России. Т. 1. Зоопланктон / Под ред. В. Р. Алексеева, С. Я. Цалолихина. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. 495 с.
Практическая гидробиология. Пресноводные экосистемы / Под ред. В. Д. Федорова, В. И. Капкова. М.: ПИМ, 2006. 367 с.
Унифицированные методы исследования качества вод. Ч. 3. Методы биологического анализа вод / Под ред. Ю. Ю. Лурье. М.: СЭВ, 1976. 185 с.
Sladecek V. System of water quality from the biological point of view //Arch. 17. Hydrobiol. Beih. Ergebn. Limnol. 1973. № 7. P. 1-18.

Еще

Статья научная