Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
-

Е.А. Зилов
Гидробиология и водная экология

Учебное пособие. – Иркутск: Иркут. ун-т, 2007.

Предыдущая

Раздел 3. Функционирование водных экосистем

12. Пример сезонной динамики водного сообщества*

Рассмотрим сезонную динамику планктонного сообщества на примере димиктического озера Байкал. Рассматривать будем события происходящие в верхнем трофогенном слое 0‑50 м, где в течение большей части года создается основная часть первичной продукции за счет фотосинтеза и концентрируется основная масса зоопланктона (Кожов, 1972). В качестве примера возьмем 1999 г., подробно описанный А.В. Мокрым (2006).

Схема биологических сезонов на озере Байкал принята по М.М.Кожову (1962). Это не общепринятые зима, весна, лето, осень, а 6 сезонов, отличающиеся по средней температуре верхнего слоя воды (табл. 15). Ход температуры воды приведен на рис. 33.

Рис. 33. Годовой ход температуры воды в слое 0-50 м на пелагической станции № 1 (Южный Байкал), 1999 год

Биологические сезоны: 1 – ранняя весна (подледный период), 2 – поздняя весна (переходный период), 3 – лето, 4 – осень, 5 – зима

На рис. 34 представлен ход общих биомасс фитопланктона и зоопланктона. Отчетливо прослеживается, что пики биомассы зоопланктона следуют за пиками биомассы фитопланктона, что вполне естественно, поскольку первый питается последним. Пикам биомассы зоопланктона, соответственно, приурочены минимумы фитопланктона и наоборот.

 Таблица 15 

Биологические сезоны в открытых водах озера Байкал

Показатель

Весна

Лето

Осень

Зима

Ранневесенний (подледный) период

Поздневесенний (переходный) период

Раннее, июль – 1-я декада августа

Позднее, август – сентябрь

Октябрь – ноябрь

Декабрь – январь

Февраль, март, апрель

Май, июнь

Температура воды (в °С)

 

 

 

 

 

 

средняя      0 м

0,7

2,5

10,0

12,5

6,3

2,0

за сезон   20 м

0,8

2,8

7,0

9,0

5,8

2,2

макси-       0 м

1,5

4,0

15,0

15,0

9,0

3,6

мальная   20 м

1,0

3,6

10,0

10,0

8,0

3,6

Фитопланктон

Массовая вегетация диатомей и перидиней; годовой максимум биомассы в глубоководных районах.

Начало отмирания весенних форм и их погружение. Биомасса высокая; к концу периода уменьшение.

Массовое отмирание весенних форм. Появление летних форм.

Массовое развитие летних форм на мелководьях.

В некоторые годы осенняя вспышка размножения диатомей, но общая биомасса резко уменьшается.

Бедный; годо-вой минимум биомассы.

Зоопланктон

Массовое появление молоди эпишуры зимне-весенней генерации. Размножение макрогектопуса.

Период роста зимне-весенней генерации эпишуры. К концу периода – начало новой вспышки размножения. Биомасса увеличивается.

Массовое появление молоди летней генерации эпишуры. Появление летних форм. Годовой максимум биомассы.

Период роста летней генерации эпишуры. В начале периода – годовой максимум биомассы. К концу периода – понижение биомассы.

Понижение биомассы. Погружение в глубь половозрелых эпишур.

Бедный; годо-вой минимум биомассы.

Вертикальное распределение зоопланктона

Наибольшая концентрация в верхних слоях (0–50 м)

Рассеивание в толще вод до глубины 200–300 м, с преобладанием в верхних слоях.

Наибольшая концентрация в верхних слоях (0–50 м, особенно 0–25 м).

Наибольшая концентрация в верхних слоях (0–50 м, особенно 0–25 м).

Рассеивание в толще вод, опускание в глубокие слои.

Большая часть в глубо-ких слоях. К концу перио-да – подъем.

Рис. 34. Динамика биомассы фитопланктона (А) и зоопланктона (Б) в слое 0-50 м на пелагической станции № 1 (Южный Байкал), 1999 год

Рассмотрим теперь эти процессы подробнее.

Максимум биомассы фитопланктона, созданный за счет вегетации представителей диатомовых водорослей рода CyclotellaC. minuta, C. baicalensis и C. baicalensis f. ornata, пришелся на конец июня и составил 650,5 мг м-3. Вегетация динофитовых водорослей происходила в середине июня – второй декаде июля с максимумом биомассы равным 30,9 мг м-3, золотистых – в конце августа – начале сентября с максимумом биомассы в 33,5 мг м-3.

В осенне-зимний период произошло резкое снижение биомассы. Годовой минимум биомассы фитопланктона был отмечен в начале декабря и составил 4,3 мг м-3.

 Таблица 16

Сезонная динамика биомассы фитопланктона в слое 0-50 м на пелагической станции № 1 (Южный Байкал), 1999 год

СЕЗОН

СРЕДНЕВЗВЕШЕННАЯ БИОМАССА (средняя за сезон), мг м-3

весь фитопланктон

диатомовые

золотистые

динофитовые

криптофитовые

Пикопланктон

доминирующий комплекс

Ранняя весна

44,7

12,7

1,0

3,5

10,2

16,6

33,1

Поздняя весна

334,0

284,8

5,1

9,9

19,1

14,5

312,0

Лето

123,9

72,2

9,0

4,9

19,7

17,7

106,9

Осень

31,2

17,8

0,9

8,6

3,9

28,5

Зима

7,1

1,9

3,6

1,4

6,0

Рассмотрим теперь динамику зоопланктона. В 1999 г. присутствовало 15 видов зоопланктона. Это представители отрядов Copepoda (2 вида: Epischura baicalensis и Cyclops kolensis) и Cladocera (2 вида: Bosmina longirostris и Daphnia longispina), класса Rotatoria – 11 видов.

Биологической весной эпишура составляла практически всю биомассу зоопланктона – более 99 % (таблица 17). Первый (весенний) максимум биомассы зоопланктона, равный 283,7 мг м-3, пришелся на начало марта и был обусловлен исключительно развитием эпишуры зимне‑весенней генерации.

Биологическим летом в связи с прогревом водной толщи совместно с ростом летней генерации эпишуры произошло бурное развитие летних форм: циклопов, кладоцер, некоторых видов коловраток. Годовой максимум биомассы, отмеченный в середине сентября, составил 866,1 мг м-3 (рисунок 36). Доля же эпишуры в биомассе значительно снизилась и составляла в среднем за сезон около 50 % (см. табл. 17).

Осенью и зимой произошло снижение биомассы за счет отмирания летних форм и опускания в глубинные слои (ниже рассматриваемого трофогенного) эпишуры. В первой декаде декабря наблюдался годовой минимум биомассы, составивший 12,8 мг м-3 (рисунок 36). Доля эпишуры в биомассе в эти сезоны повышалась, колеблясь зимой в пределах 70 – 96 %.

Рис. 35. Динамика биомасс групп фитопланктона в слое 0-50 м на пелагической станции № 1 (Южный Байкал), 1999 год

По оси абсцисс – даты, по оси ординат – биомасса, мг м-3. А: Диатомовые; Б: ––– – синезеленые, – криптофитовые; В: ––– – динофитовые, – золотистые

Рассматривая динамику внутри систематических групп можно отметить следующее:

Из Copepoda эпишура развивается в Байкале круглый год. В 1999 году ранней весной (конец января – начало мая) науплиусы зимне‑весенней генерации составили в среднем за сезон 65,5 % от суммарной численности E. baicalensis в верхнем 50-метровом слое воды (рисунок 37). Во второй половине февраля и середине марта наблюдались два практически равновеликих максимума численности науплиусов зимне‑весенней генерации (493 тыс. и 480 тыс. экз. м-2 соответственно). С начала мая по конец июня, по мере роста науплиусов, количество копеподитов увеличивается, половозрелые же особи опускаются в более глубокие слои (ниже рассматриваемого трофогенного), где они рожают молодь новой летней генерации.

Рис. 36 Динамика численности Epischura baicalensis в слое 0-50 м на пелагической станции № 1 (Южный Байкал), 1999 год

––––– – общая численность Epischura baicalensis, – численность половозрелых особей, ––– – численность копеподитов (стадии 1-5), – – – –численность науплиусов

Годовой максимум численности эпишуры и максимум численности науплиусов летней генерации пришлись на конец июля – начало августа и составили соответственно 1721 тыс. и 1180 тыс. экз. м-2. Осенью и зимой (конец октября – начало января) в связи с наступлением осенней гомотермии происходит рассеивание эпишуры в толще вод и опускание рачков старших копеподитных стадий в глубь (ниже трофогенного слоя), где половозрелые особи дадут начало молоди зимне‑весенней генерации.

Таблица 17

Сезонная динамика биомассы зоопланктона в слое 0-50 м на пелагической станции № 1 (Южный Байкал), 1999 год

СЕЗОН

БИОМАССА (средняя за сезон), мг м-3

Весь зоопл.

Copepoda

Cladocera

Rotatoria

Epischura

Ранняя весна

199,8

199,8

199,7

Поздняя весна

101,8

101,7

101,7

Лето

466,3

306,5

142,0

17,8

227,1

Осень

185,3

154,0

28,2

3,1

144,2

Зима

20,9

20,6

17,9

Зимой и весной 1999 года численность Cyclops kolensis в верхнем 50-метровом слое была незначительна, развитие вида происходило летом. Максимум численности и биомассы наблюдался в начале второй декады августа и составил соответственно 1256 тыс. экз. м-2 и 15,0 г м-2 (рис. 37).

Рис. 37. Динамика численности Cyclops kolensis в слое 0-50 м на пелагической станции № 1 (Южный Байкал), лето-осень 1999 года

Кладоцеры развивались летом. Максимум их численности и биомассы наблюдался в начале второй декады сентября и составил соответственно 1053 тыс. экз. м-2 и 21,1 г м-2. В пробах среди кладоцер всегда преобладали босмины, составляя 80-100 % численности и 53‑100 % биомассы.

Коловратки в Байкале представлены тремя экологическими группами: круглогодичные, зимне-весенние, летне‑осенние. В 1999 году зимне-весенние коловратки были представлены тремя видами, но встречались они в чрезвычайно низких количествах (в пределах 1000 экземпляров под м2). Круглогодичная группа была представлена также тремя видами – Keratella quadrata, Kellicottia longispina, Filinia terminalis, и наибольшее их развитие пришлось на август с максимумом численности в конце месяца. Летне-осенние коловратки были представлены 5 видами, четыре из которых встречались в незначительных количествах, а один вид – Conochilus unicornis Rousselet – со второй декады августа по середину ноября доминировал, составляя 41-97 % численности и 60-99 % биомассы коловраток. Максимум численности Conochilus unicornis пришелся на середину сентября и составил 2910 тыс. экз. м-2. Следовательно, 1999 год характеризуется летним максимумом численности коловраток, вызванным, главным образом, развитием вида Conochilus unicornis, а также видов круглогодичной группы, при незначительном количестве зимне-весенних видов (рисунок 38).

Рис.38 Динамика численности некоторых видов Rotatoria в слое 0-50 м на пелагической станции № 1 (Южный Байкал), лето-осень 1999 года

Предыдущая