Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАРСТОВЫХ ОЗЕР КАБАРДИНО-БАЛКАРСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

Пежева М.Х. 1 Шибзухова З.С. 2 Казанчев С.Ч. 1 Авалишвили Е.Т. 3 Карданова Р.А. 3
1 ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова», Нальчик, Россия, (тел.:407270, Нальчик, ФВМиБ, ул. Тарчокова,16)
2 1ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова», Нальчик, Россия, (тел.:407270, Нальчик, ФВМиБ, ул. Тарчокова,16)
3 ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова», Нальчик, Россия, (тел.:407270, Нальчик, ФВМиБ, ул. Тарчокова,16)
Впервые изучено водное население карстовых озер и определены возможности получения устойчиво высоких урожаев биологического сырья. Изучение видового состава, численности и биомассы планктонного сообщества карстовых озер (Шадхурей и Малый Шадхурей) показывает, что они пригодны для разведения рыб семейства карповых. 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.
карстовые озера
планктонное сообщество
Шадхурей
Малый Шадхурей
зоопланктон.
1. Винберг Г.Г. Сравнительна оценка некоторых распространенных методов расчета продукции водных организмов. // Гидробиология №7.4. 1971г. с.150-158
2. Галковская Г.А. Планктонные коловратки и их роль в продуктивности водоемов. Минск 1985 с.20-27.
3. Казанчев С.Ч., Казанчева Л.А. Характеристика зональных особенностей эколого-гидрохимического режима водоемов Кабардино-Балкарской республики. – Нальчик, 2003. – 163 с.
4. Пежева М.Х., Халилова Ф.А., Жантеголов Д.В., Казанчев С.Ч. Основные факторы, влияющие на развитие микроорганизмов в рыбоводных прудах Кабардино-Балкарской республики , Фундаментальные исследования. 2014. № 5-5. С. 1025-1029.
5. Пежева М.Х., Казанчев С.Ч., Халилова Ф.Ч., Оценка численности бактерии в пресноводных водоёмах предгорной части КБР, сб. Проблемы и перспективы инновационного развития мирового с/х, IV Международная НПК под ред. И.Л. Воротникова. 2013.с.187-189

 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

-

-

 

таблица одна.jpg

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: 17.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074