Тенденции в изменениях структурных и функциональных характеристик зоопланктонного сообщества озера Светлояр за тридцатилетний период (1972-2003 гг.)

Помимо этого, заметно проявились внутривековые циклы (оптимум тепла в 1930-е гг., повышенная увлажненность в 1950™ 1960-е гг., более сухие и теплые 1970—1980-е гг., теплая влажная фаза 1980—1990-х гг.), последствиями которых выступили и колебания трофности водоемов [И; 14]. При этом в маловодные годы, как правило, наблюдалось увеличение интенсивности фотосинтеза [8]. Можно сделать вывод, что речь идет о непознанных закономерно-стях изменения климата и процесс эвтрофирования выглядит стохастич-ным. Это делает особенно актуальными мониторинговые наблюдения, охватывающие периоды времени в несколько десятилетий.

Материал и методы исследования. Материалом данной работы послужили ис следования, проведенные в 1972 и 2002-2003 гг. на оз. Светлояр, расположенном в Нижегородской области. Наблюдения проводились с июня по сентябрь. Гидрохимические показатели и прозрачность воды оценивались ежемесячно в 2002 и ежедекадно в 1972 и 2003 гг. Ежедекадно на постоянной станции в пелагиали озера производились отборы проб зоопланктона малой количественной сетью Джеди. Обработка собранных проб производилась по стандартной методике. Индивидуальный вес зоопланктеров определяли по Е. В. Балушки-ной и Г. Г. Винбергу [2]. Для 1972 г. показатели были соответственно пересчитаны. Расчеты продукции массовых видов зоопланктона осуществлялись графическим методом [4]. В 1972 и 2002 гг. произведена оценка интенсивности фотосинтеза и деструкции скляночным методом в кислородной модификации [3]. Годовая валовая первичная продукция рассчитана по максимальным показателям суточной эффективности фотосинтеза за сезон. Сравнение данных за два названных периода является вполне корректным, так как 1972 и 2002 гг. не только принадлежат к маловодным периодам, но и являются засушливыми [10; 18].

Результаты, полученные в 2002 и 2003 гг., позволяют подтвердить влияние климатических особенностей года на показатели, характеризующие функционирование экосистемы озера.

Лимнологическая характеристика озера. Относительно происхождения Светлояра существуют разные мнения. Чаще подтверждается карстовый характер водоема, однако не классический карст, а профузионный [15]. Озеро имеет форму эллипса, береговая линия слабо изрезана, коэффициент развития — 1,01. Площадь составляет 0,13 км², длина — 454 м, ширина — 316 м. Площадь водосбора — около 2,0 км², удельный водосбор характеризуется средними значениями 15,4.

Водоем достаточно глубок. Максимальная глубина составляет 33,2 м, средняя — 10,1 м. Объем воды — около 1,5 тыс. м3. Показатель емкости равен 0,31, что характерно для морфометрически олиготрофных озер [17]. Светлояр имеет мощное родниковое питание. Опок вод, также объемный, происходит нс только через небольшой ручеек, соединяющий водоем с р. Люндой. Основная часть воды утекает по подземному переугдублению, занятому болотом и имеющему ширину не менее 50 м и мощность водопропускающей толщи не менее 10 м [15]. Высшая водная растительность распределена в виде пятен и занимает площадь, равную 10 % от площади водоема. Максимальная глубина распространения растений составляет 5 м.

Для озера в летний период характерна температурная стратификация, устанавливающаяся в июне. Эпилимнион простирается до глубины 4 — 5 м. В годы наблюдений температура воды достигала 20 — 25 °C. Для гиполимниона, который занимает слой от 6,5 м до дна, характерна температура воды, близкая к 4 °C Содержание растворенного в воде кислорода в слое эпилимниона в течение вегетационного периода колеблется в пределах 115 — 120 % насыщения, на глубине около 10 м кислород отсутствует, а на глубинах свыше 17 м в воде регистрируется сероводород. Водородный показатель воды оз. Светлояр близок к нейтральному. В поверхностном слое в период летней стратификации pH смещается в щелочную сторону (8,0 —8,5). Вода в водоеме маломине-рализована. Сумма ионов составляет 100 — 120 мг/л, увеличиваясь ко дну.

Общее содержание органических веществ оценивается как низкое. Перманганатная окисляемость 5,5 —6,0 мг О/л, би-хроматная — 21 — 26 мг О/л. Органиче ских веществ, окисляемых перманганатом, — 23 — 25 %. Такой низкий показатель указывает на то, что в составе растворенных органических веществ существенную роль играет автохтонное органическое вещество. Светлояр характеризуется средним содержанием биогенных элементов. Количество валового фосфора — 0,13 мг/л (среднее за сезон). Содержание минерального азота в поверхностном горизонте озера составляет в среднем 0,18 мг/л, у дна — 1,05 мг/л. Таким образом, водоем богаче азотом, нежели фосфором. При этом концентрация аммонийного азота резко возрастает с глубиной, а для нитратов четко выраженной закономерности в вертикальном распределении не наблюдается. Прозрачность воды оз. Светлояр в 1972 г. изменялась от 2,8 до 5,8 м, а в 2002 — 2003 гг. — от 2,65 до 6,0 м.

Таким образом, исходя из общей лимнологической характеристики водоем может быть оценен как морфометрически олиготрофный, так как содержание валового фосфора, а также величина валовой первичной продукции превышает таковые для олиготрофных озер.

Результаты исследований. Зоопланктон озера в летний период представлен 21 видом, среди них 6 видов Rotatoria, И — Cladocera, 4 — Copepoda. Массовыми являются Kellicottia longispina, Keratella cochlearis, Filinia longiseta, Conochilus unicornis, Asplanchna priodonta, Daphnia longispina, D. cucullata, D. cristata, Diaphanosoma brachyurum, Bosmina longirostris, B. kessleri, Eudiaptomus graciloides, Cyclops scutifer, Mesocyclops oithonoides. Обращает на себя внимание тот факт, что К. longispina, К. cochlearis, С. unicornis, A. priodonta, D. cristata и Е. graciloides относятся к комплексу северных видов. Это объясняется наличием в озере обширного гиполимниона с температурой воды 4 °C.

Показатели, приведенные в табл. 1, позволяют сравнить зоопланктонные сообщества за два смежных года. Наиболее заметными оказываются различия в численности и биомассе. Падение обоих показателей в 2003 г. по сравнению с 2002 г. объясняется тем, что в этот период доминирующей группой были коловратки, а в предыдущий год — ветвистоусые рачки. И в 2002, и в 2003 гг. существенная роль в сообществе принадлежала диаптомидам. Следствием смены доминирующих групп явилось снижение средней индивидуальной массы зоо-планктеров и отношения биомассы ракообразных к биомассе коловраток. Изменился и вклад крупных диаптомид, возросший в 2003 г. Относительно стабильными остались соотношение биомасс двух трофических уровней, а также индекс видового разнообразия Шеннона. Таким образом, на протяжении двух лет наблюдались колебания

структурных характеристик зоопланктон-ного сообщества озера, не выходящие за пределы значений, характерных для мезот-рофных водоемов [1]. Это согласуется с данными по интенсивности фотосинтеза (табл. 2).

Таблица 1

Динамика структурных характеристик зоопланктонного сообщества оз. Светлояр (средние за сезон)

Таблица 2

Элементы биотического баланса планктонного сообщества оз. Светлояр на протяжении последних трех десятилетий

Изменения в структуре зоопланктона не могли не отразиться на его продукции (см. табл. 2). Чистая продукция зоопланктона в эти годы различается более чем в пять раз. Это объясняется высокими показателями продукции фильтраторов в 2002 г., когда ветвистоусые рачки были доминирующей группой. В то же время продукция хищников остается фактически неизменной, хотя биомасса различается по годам вдвое (в 2003 г. численность Asplanchna priodonta существенно повышалась по сравнению с 2002 г.). Рационы хищников в 2002 г. были значительно ниже продукции фильтраторов, в 2003 г. эти показатели оказались сопоставимыми, что говорит о напряженности пищевых отношений В сообществе. По соотношению продукции двух трофических уровней (Р2/Р3), равному 13,7 в 2002 г. и 4,5 в 2003 г., озеро оценивалось как мезотрофное в 2002 г. и олиготрофное в 2003 г., что согласуется с характером изменения биомассы зоопланктона.

Обсуждение результатов. Сравнение показателей зоопланктона 1972 [13] н 2002 гг. свидетельствует прежде всего о снижении степени эвтрофирования озера. На это указывают уменьшение численности и биомассы сообщества, увеличение доли ракообразных в общей биомассе, повышение средней индивидуальной массы зоопланкте-ров, увеличение доли хищников и снижение относительных показателей продукции фильтраторов. Следует добавить замену тонких фильтраторов на грубые. Если учесть, что названные различия сохраняются и в 2003 г., налицо снижение трофического статуса водоема. В настоящее время этот процесс оценивается как деэвтрофикация или реолиготрофизация и отмечается для ряда водоемов [5; 7; 9—10; 16].

Таким образом, анализ структурно-функциональных характеристик зоопланктона оз. Свстлояр с интервалом в 30 лет позволяет прийти к заключению о тенденции деэвтрофикации водоема. Сходные результаты получены по Нарочанским озерам [12]. Снижение биомассы зоопланктона, наряду с падением концентрации взвешенных веществ и хлорофилла, возрастанием прозрачности при неизменной обшей продуктивности, оценивается как процесс деэвтрофиро-вания. Это порождает вопросы относительно истинной причины падения количественных показателей развития зоопланктона. К ним можно отнести повышение уровня воды в озере. Аналогии, как указано выше, неоднократно наблюдались в истории озер европейской части России.