В Кабардино-Балкарской республике более 100 карстовых озер. Большая часть озер находится в высокогорьях (их образование связано с ледниками и карстовыми процессами), а равнинные озера - это остаточные водоемы - старицы в низовьях рек. В одних озерах вода пресная, а в других соленая. Научных данных о гидробиологической характеристике озер нет.
Экспедицией, возглавляемой проф. Казанчевым С.Ч, в начале девяностых годов прошлого столетия некоторые озера были заселены рыбами семейства карповых (сазан, растительноядные, в основном белый амур, толстолобики, караси).
С того времени озерами никто не интересовался (за исключением голубых озер), и мы вновь возобновили экспедицию с 2008 г. при «КБГАУ им. В. М. Кокова» для научного исследования неизвестных озер.
Цель работы - провести научно - эколого - гидробиологическое исследование доступных карстовых озер республики начиная с простейших (PROTOZOA) класс инфузории (INFUSORIA).
Материалы и методы исследования
Объектами исследования были два карстовых озера, расположенных на идентичных эколого - фенологических условиях: озера «Шадхурей» и «малый Шадхурей» на высоте 1000 метров. Диаметр зеркала 80-60 м., соответственно глубина 200-180 м (точная глубина неизвестна), в окружении альпийских лугов, на фоне снежного Эльбруса. Наблюдения вели на постоянных станциях, расположенных в пелагической зоне. Ежедневно определяли численность, биомассу, скорость размножения и элиминацию планктонных инфузорий. Одновременно отбирали пробы зоопланктона (тотальные и серийные ловы с помощью сети Джеди). Их обрабатывали по стандартной методике.
Продукцию ракообразных и коловраток рассчитывали, исходя из данных о скорости роста и размножения в условиях водоемов. При этом использовали метод Г.А. Галковской [2].
Инфузории собирали батометром Рутнера.
Массу находили по полученным нами разменным характеристикам (измерение живых клеток под микроскопом). Продукцию рассчитывали по формуле, предложенной Г.Г. Винбергом [1]. Всего выполнено около 250 определений времени генерации и скорости элиминации инфузорий в водоемах. Вычислены продукция и Р/В- коэффициенты от 7 до 10 декад на основании чего рассчитаны сезонные величины.
Результаты исследования
Исследования проводили на протяжении сезона (май - октябрь) 2010 г.
В озера не впадают ни реки, ни родники, из них не вытекает вода. Но при этом, вода в нем всегда чистая и прозрачная и уровень ее одинаков круглый год. В них водится много рыбы. Озера на сегодняшний день малоизученны и, поэтому, найти про них научную информацию очень трудно.
Видовой состав планктонных инфузорий в озерах сходен. В озере Шадхурей к доминирующим относятся Strombilidium gyrans stokes, Strombidium stein, Tintinnidium fluviatile stein и Codonella cratera Leidy . Они встречаются на протяжении всего сезона, или большей части его. Весной значительную роль в планктоне играют Vorticella campanula Eh., Bursaria truncatellа O.F.M., Stokesia vernalis (W) W., осенью S.Vernalis, Epistylis sp., Dileptus anser O.F.M., Didinium nasutum O.F.M., B. truncatella [3].
Озеро Малый Шадхурей группу доминирующих видов составляют: S. Viride, S. qyrans, V. campanula и Epistylis sp., встречающихся в течение всего периода наблюдений. В августе и сентябре в массе развиваются S. vernalis и Spirostomum teres Сl. L., в октябре - D. nasutum (табл. 1).
Таблица 1
Сезонная динамика численности (тыс.экз/м3) массовых видов планктонных инфузорий
Вид |
Озеро Шадхурей |
Малый Шадхурей |
||||||||||||
месяцы |
месяцы |
|||||||||||||
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
В среднем |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
В среднем |
|
D. nasutum |
- |
- |
- |
- |
5 |
75 |
|
- |
- |
- |
79 |
62 |
128 |
|
S. vernalis |
102 |
- |
- |
73 |
157 |
110 |
|
38 |
46 |
91 |
68 |
347 |
37 |
|
D. anser |
- |
- |
6 |
8 |
46 |
78 |
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
T.ovum |
- |
30 |
10 |
13 |
15 |
- |
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
S. teres |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
- |
- |
57 |
891 |
890 |
- |
|
B. truncatella |
36 |
- |
- |
- |
7 |
31 |
|
19 |
- |
- |
- |
86 |
49 |
|
S. viride |
120 |
233 |
99 |
263 |
7 |
34 |
|
520 |
2023 |
192 |
113 |
867 |
255 |
|
S. qyrans |
43 |
307 |
568 |
480 |
151 |
203 |
|
- |
2087 |
339 |
1641 |
1119 |
222 |
|
T. fluviatile |
168 |
47 |
214 |
6 |
241 |
24 |
|
221 |
209 |
- |
- |
- |
- |
|
G. cratera |
- |
758 |
69 |
275 |
374 |
- |
|
- |
- |
46 |
- |
396 |
18 |
|
V. campanula |
228 |
47 |
272 |
8 |
- |
- |
|
781 |
1260 |
1603 |
342 |
464 |
40 |
|
Epistylis sp. |
- |
- |
- |
362 |
485 |
- |
|
138 |
1002 |
1243 |
1304 |
322 |
- |
|
Всего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом, наряду с малоресничными здесь многочисленны и Peritricha [3]. Обращает на себя внимание массовое S. teres и S. venalis. Первый приурочен к зоне сероводородного заражения и в данном случае является индикатором сероводородного заражения водоема. По нашим наблюдениям сероводород к концу лета в заметном количестве образуется в придонных слоях воды и в отдельные годы поднимается до верхней границы гиполимниона. S. vernalis обычно отмечается в водоемах в периоды низких температур, и естественно, исчезает из планктона озера Шадхурей в июне и июле при прогревании всей толщи воды. В озере Малый Шадхурей он сохраняется в условиях относительно низких температур гиполимниона.
Биомасса планктонных инфузорий характеризуется подъемами весной (озеро Шадхурей) или в начале лета (Малый Шадхурей), а также осенью (оба водоема-см.табл.5). Осенний максимум обусловлен увеличением размеров круглосезонных видов (табл.2) и размножением крупных инфузорий - S. teres, S. anser, B. truncatella - на фоне снижения или незначительного увеличения общей численности.
Таблица 2
Размеры массовых планктонных инфузорий
Вид |
Озеро Шадхурей |
Малый Шадхурей |
||||
Длина, м |
Ширина, м |
Объем клеток мм³.10¯⁶ |
Длина, м |
Ширина, м |
Объем клеток мм³.10¯⁶ |
|
D. nasutum |
71 |
56 |
146,8 |
86 |
66 |
277,0 |
S. vernalis |
65-190* |
182-190* |
598,8-1831,0 |
80-114* |
166 |
561,7-797,3 |
D. anser |
555 |
122 |
6219,3 |
- |
- |
- |
T.ovum |
208 |
106 |
2781,0 |
- |
- |
- |
S. teres |
191 |
36 |
173,5 |
294 |
36 |
236,2 |
B. truncatella |
208 |
158 |
3872,5 |
136 |
101 |
1039,6 |
S. viride |
79 |
69 |
73,9 |
55-73* |
46-68* |
27,8-78,6 |
S. qyrans |
48-141* |
39-121* |
14,2-442,1 |
46-68* |
38-58* |
12,7-49,0 |
T. fluviatile |
79-121* |
25-49* |
39,2-111,0 |
76-226 |
19-71* |
19,1-831,1 |
G. cratera |
71 |
36 |
67,1 |
64 |
40 |
69,3 |
V. campanula |
116 |
89 |
226,6 |
96 |
66 |
111,1 |
Epistylis sp. |
71 |
44 |
- |
56 |
28 |
- |
*Размеры осенних форм.
Средние показатели численности и биомассы планктонных инфузорий в озерах за период с мая по октябрь равны в озере Шадхурей – 1118 тыс. экземпляров и 0,38 г в 1м³ или 5256 тыс. экземпляров и 1,75г в 1м2, в озере малый Шадхурей 3516 тыс. экземпляров и 0,28 г в 1м³, или 23.909 тыс. экз. и 1,90 г. в 1 м². Пересчет на 1 м² поверхности сделан с учетом вертикального распределения гидробионтов. В озере Шадхурей они обживают весь столб воды: в озере Малый Шадхурей это имеет место лишь в начале июня, в дальнейшем же нижняя граница их распространения приурочена к глубине
6 м ( в июне-июле 7м).
Расхождение приведенных величин численности и биомассы инфузорий в двух озерах объясняется тем, что, как правило, в озере Малый Шадхурей инфузории мельче (см. табл.2). Сравнение полученных данных свидетельствует о том, что биомасса инфузорий в обоих водоемах приблизительно равна таковой ветвистоусых ракообразных и составляет 4,3% общей биомассы зоопланктона в озере Шадхурей и 10,1% - в озере Малый Шадхурей (табл.3).
Таблица 3
Биомасса (г/м3) основных групп организмов зоопланктона
Озеро |
Infusoria |
Rotatoria |
Cladocera |
Copepoda |
В целом |
Шадхурей |
0,38 |
6,57 |
0,59 |
1,27
|
8,81 |
Малый Шадхурей |
0,28 |
1,25 |
0,41 |
0,84 |
2,78 |
В среднем за период исследований.
Скорость размножения инфузорий в озерах высока (табл. 4) и это относится прежде всего, к видам с хищным и смешанным питанием (D. nasutum, D. anser, T. ovum). Скорость размножения зависит от температуры (см. рисунок), однако в ряде случаев такой четкой связи не наблюдали.
Таблица 4
Скорость размножения инфузорий
Вид |
Озеро Шадхурей |
Озеро малый Шадхурей |
||
q |
V |
q |
V |
|
S. viride |
24,7 |
89,8 |
16,5 |
26,6 |
S. qyrans |
15,6 |
13.3 |
18.7 |
11.3 |
T. fluviatile |
22.5 |
38.1 |
17.3 |
18.7 |
G. cratera |
10.2 |
65.1 |
13.8 |
68.2 |
S. teres |
- |
- |
14.2 |
234.1 |
V. campanula |
- |
- |
24.1 |
110.1 |
T. ovum |
11.2 |
2771.0 |
- |
- |
D. nasutum |
5.9 |
146.6 |
4.6 |
273.0 |
D. anser |
11.0 |
6217.2 |
- |
- |
Высокий темп размножения инфузорий обеспечивает и высокую продукцию этой группы зоопланктонов (табл.5). По нашим расчетам, она составила 25,25 г/м³ (118,67 г/м²) в озере Шадхурей и 23,04 г/м³ (129,3 г/м²) в озере Малый Шадхурей. Исходя из показателей биомассы и продукции, отнесенным к 1 м³ поверхности, P/В - коэффициенты за вегетационный сезон оказываются равны 68,1 и 67,8, а при использовании величин, относящихся к 1 м³, P/В- коэффициент для озера Малый Шадхурей возрастает до 82,2. Объясняется это тем, что в условиях термической стратификации низкая температура гиполимниона тормозит скорость размножения инфузорий, и на отдельных горизонтах их продукция фактически равна нулю. В итоге нижняя граница «продуцирующего слоя» оказывается выше глубины распространения инфузории, а показатели продукции, рассчитанные на 1 м², относительно ниже.
Таблица 5
Абсолютные и относительные показатели продукции и трат на обмен планктонных инфузорий
Показатель |
Май |
Июнь |
Июль |
Август |
Сентябрь |
Щктябрь |
За сезон |
Озеро Шадхурей |
|||||||
Т,°С |
17,5 |
21,6 |
24,9 |
22,6 |
12,5 |
4,5 |
17,3 |
В |
1,26 |
0,74 |
0,62 |
1,52 |
2,70 |
3,72 |
1,75 |
Р |
16,17 |
7,94 |
19,94 |
15,12 |
24,98 |
34,52 |
118,67 |
Р/В |
12,8 |
10,7 |
32,2 |
10,9 |
10,2 |
9,5 |
863,0 |
D |
735,0 |
787,2 |
1409,7 |
1372,2 |
855,6 |
638,1 |
5771,8 |
Т |
38,5 |
31,1 |
33,6 |
69,6 |
52,2 |
25,2 |
250,1 |
Т/D,% |
5,24 |
3,95 |
2,38 |
5,07 |
6,10 |
3,95 |
4,33 |
Озеро Малый Шадхурей |
|||||||
Т,°С |
15,3 |
15,3 |
15,9 |
17,1 |
10,0 |
5,3 |
13,2 |
В |
1,11 |
2,21 |
1,83 |
1,49 |
3,73 |
1,03 |
1,90 |
Р |
47,40 |
8,70 |
10,80 |
13,2 |
43,50 |
5,70 |
129,30 |
Р/В |
42,7 |
3,9 |
5,9 |
8,9 |
11,7 |
5,5 |
78,6 |
В |
799,5 |
798,3 |
1136,7 |
635,9 |
397,5 |
162,6 |
3930,5 |
Т |
21,8 |
57,0 |
24,9 |
39,3 |
53,7 |
7,9 |
204,6 |
Т/D,% |
2,73 |
7,14 |
2,19 |
6,18 |
13,51 |
4,86 |
5,21 |
Примечание. Т° - средняя температура для столба воды: (В) биомасса и (Р) продукция даны в г/м², суммарная деструкция (D) и траты на обмен (Т) - в ккал/м², ТD - в %.
Представляет интерес сопоставление продукции инфузорий и других групп зоопланктона. Как известно, имеет смысл сравнить лишь трофически однородные группировки (табл.6) к хищникам (второй трофический уровень) отнесены и магинальные и старше копеподитные стадии циклопов, 50% популяции Asplanchna priodonta (по нашим наблюдениям коловратки используют в пищу животные и растительные организмы) [1]. Что касается хищных простейших (D. nasutum, B. truncatella, D. anser), то они преднамеренно не включены в состав второго трофического уровня: во-первых, эти организмы малочисленны и периоды их развития кратковременны; во-вторых, питаются они преимущественно простейшими и учет их имеет значение лишь при вычислении продукции инфузорий. В результате инфузории в целом отнесены к первому трофическому уровню.
Очевидно, что инфузории создают значительную часть продукции «мирных» зоопланктонов (26,6% в озере Шадхурей, 34,3% в озере малый Шадхурей) и с ними конкурируют лишь коловратки.
Таблица 6
Сезонная продукция (г/м³) основных групп организмов зоопланктона
Группа |
Озеро Шадхурей |
Озеро малый Шадхурей |
||||
Р |
В |
Р/В |
Р |
В |
Р/В |
|
Infusoria |
25,76 |
0,38 |
67,8 |
23,01 |
0,28 |
82,2 |
Rotatoria |
58,29 |
3,81 |
15,3* |
23,48 |
0,75 |
31,3 |
Cladocera |
10,38 |
0,59 |
17,6 |
9,59 |
0,41 |
23,4 |
Copepoda |
1,87 |
0,12 |
15,6** |
3,38 |
0,62 |
6,5 |
В целом для первого трофического уровня |
96,30 |
- |
- |
59,46 |
- |
- |
Rotatoria |
33,67 |
2,76 |
12,2 |
10,3 |
0,5 |
20,6 |
Copepoda |
9,89 |
1,15 |
8,6 |
2,34 |
0,32 |
7,3 |
В целом для второго трофического уровня |
43,56 |
- |
- |
12,64 |
- |
- |
*Относительно невысокий Р/В- коэффициент связан с преобладанием
A. рriodonta.
**Высокий Р/В - коэффициент объясняется тем, что при отсутствии диантомид учитываются лишь младшие стадии онтогенезов циклопов.
Таким образом, в случае напряженных трофических взаимоотношений (как, например, в озере Шадхурей) инфузории могут составлять заметную долю в рационах хищных ракообразных и коловраток.
Для более полного представления о роли планктонных инфузорий в жизни водоема имеет смысл оценить их вклад в деструкцию органических веществ, что особенно важно для загрязняемых водоемов. Если исходить из данных по интенсивности дыхания простейших, среднего размера клеток, с принятого равным в рассматриваемых озерах 0,05∙10-3мм³, а так же среднемесячных температур воды, то траты на обмен за сезон в пересчете на энергию составит 250 ккал/м2 в озере Шадхурей и 204 ккал/м2 в озере Малый Шадхурей (см. табл.5). Это соответствует 4,3% и 5,2% суммарной деструкции.
Если, далее принять для инфузорий коэффициент использования ассимилированной пищи на рост (К₂) равным 0,5, то траты на обмен в соответствии с полученными величинами продукции составят в озере Шадхурей 59,33 ккал/м² и в озере Малый Шадхурей 64,65 ккал/м² (при калорийности сырого вещества 0,5 ккал/м²).
Расхождение результатов может объясняться двумя причинами: завышением интенсивности дыхания, которое в природных водах может значительно отличаться от полученных в эксперименте, или завышением величины К₂ о котором мы еще мало знаем. Оба предположения подлежат проверке. Тем не менее, уже сейчас можно говорить, что планктонные инфузории должны учитываться наряду с коловратками и ракообразными, как равноправный компонент зоопланктона при анализе трансформации вещества и энергии этим звеном в водоеме.
Выводы
1. Впервые изучено водное население карстовых озер и определены возможности получения устойчиво высоких урожаев биологического сырья.
2. Изучение видового состава, численности и биомассы планктонного сообщества карстовых озер (Шадхурей и Малый Шадхурей) показывает, что они пригодны для разведения рыб семейства карповых.
3. Продуктивные качеством они сходны, однако наибольшая Р/В отношение продукции за определенный отрезок времени к средней биомассе больше у озера Шадхурей на 8 %.
Библиографическая ссылка
пежева м.х., Шибзухова З.С., Казанчев С.Ч., Авалишвили Е.Т., Карданова Р.А. ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАРСТОВЫХ ОЗЕР КАБАРДИНО-БАЛКАРСКОЙ РЕСПУБЛИКИ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 6. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=23876 (дата обращения: 13.02.2025).