Глава 10. Современное состояние зоопланктонных сообществ

10.1. Использование зоопланктона в целях типизации озер

Изменения водной среды, происходящие при антропогенном загрязнении вызывают серьезную тревогу и требуют организации контроля за состоянием поверхностных вод и населяющих их гидробионтов. Кольский Север в силу уникальности и богатства минерально-сырьевых ресурсов имеет высокоразвитый промышленный потенциал. Сточные воды металлургических, химических, машиностроительных и других предприятий загрязняют водоемы солями тяжелых металлов и другими неорганическими веществами, многие из которых являются сильнейшими ядами. Эти вещества прогрессивно накапливаются в пресноводных экосистемах, могут передаваться по пищевым цепям, конечным звеном которых является человек. Сублетальное токсическое воздействие загрязняющих веществ вызывает серьезные структурно-функциональные изменения сообществ гидробионтов.

Зоопланктонное сообщество, тесно связанное со всеми остальными звеньями биоты водоемов (фито- и бактериопланктоном, рыбами, бентосом), является чувствительным индикатором состояния водной среды. Однако в течение длительного периода зоопланктон в целях мониторинга рассматривался как менее информативное сообщество по сравнению с фитопланктоном или бентосом, так как большинство видов сообщества - эврибионты, почти повсеместно распространены. Вместе с тем, в работах А.М. Гилярова (1972), М.Б. Ивановой (1976), И.К. Ривьер (1975), В.М. Базилевич и О.К. Якуненко (1980), Е.С. Макарцевой (1983), Т.И. Подболотовой и А.Н. Кругловой (1985), М.А. Кузнецовой и др. (1985), В.Г. Драбковой и др. (1979), И.Н. Андрониковой (1996, 2006) убедительно доказаны широкие возможности использования зоопланктона в диагностике состояния экосистем озер, малопроточных водоемов, водохранилищ, прудов, в оценке эвтрофирования, а также в системе мониторинга и экологической токсикологии. Показатели зоопланктона обычно используются для получения характеристики качества вод в пунктах наблюдения за относительно короткие периоды времени и служат достаточно надежными индикаторами качества вод (Израэль, Гасилина, Абакумов, 1981).

Структурные и функциональные характеристики приобретают все большую значимость в диагностике состояния экосистем при нарушении процесса их естественного развития. Однако в диагностических целях чаще используются структурные характеристики, а не функциональные, что связано с методическими трудностями получения их количественных оценок (Андроникова, 1993). К типологическим показателям относятся (Андроникова, 1996):

1) число структурообразующих видов в сообществе, определенное с помощью функции рангового распределения r(i), в которой, натуральным номерам i соответствуют относительные численности видов n_i/N в ранжированном по убыванию численности ряду (Федоров и др., 1997);

2) информационный индекс видового (таксономического) разнообразия (Н_бит) по численности за вегетационный период: Н_бит = -  N_i/N log₂ N_i/N, где N_i - численность каждого i - го вида, N - общая численность всех организмов;

3) процентное соотношение основных таксономических групп Rotatоria: Cladocera: Copepoda в общей численности и биомассе;

4) отношение биомассы Cladocera к биомассе Rotatoria (B_Сrust/В_Rot); биомассы Cyclopoida к биомассе Calanoida (B_Сycl/B_Cal); численности Cladocera к численности Copepoda (N_Сlad/N_Сop);

5) средняя индивидуальная масса зоопланктера для сообщества в целом w=B/N за вегетационный период;

6) общая численность и общая биомасса зоопланктона;

7) внутригодовые колебания биомассы, выраженной отношением В_л/В_з;

8) доля фильтраторов (в основном Cladocera) в общей биомассе;

9) отношение биомассы хищных форм зоопланктона к биомассе фильтраторов (В₃/В₂);

10) отношение биомасс зоо- и фитопланктона (В_z/В_ph), отражающее изменение межбиоценотических связей в экосистеме;

11) продукция сообщества Р в целом;

12) Р/В - коэффициент или скорость оборачиваемости биомассы;

13) R_z/B_z - величина, характеризующая количество энергии, необходимой для поддержания структуры сообщества, т.е. энергии, заключенной в единице биомассы;

14) Р_z/R_z - показатель, характеризующий затраты энергии, обеспечивающие функционирование сообщества.

Очень важен выбор наиболее информативных показателей. Следует особо подчеркнуть, что имеет значение не столько сам показатель, сколько направленность его изменений во временном ряду, т.е. его динамическая характеристика, которая отражает тенденции в изменениях, происходящих в экосистеме и их скорость. Для каждого случая выбор показателей определяется конкретной ситуацией.