Hydrobiocenoses of lake Tulos, Southwestern Karelia

Cover Page

Abstract


The following paper assesses the current state of the phyto- and zooplankton and benthic communities of Lake Tulos, which geographically is a part of the Green Belt of Fennoscandia. The lake is located on the territory of the planned National Park «Tulos». The species diversity, the ratio of major taxonomic groups and the structure, abundance and biomass of predominant aquatic organism species in the littoral and pelagic zones of the lake were studied. According to the obtained results (the level of quantitative development and the ratio of phytoplankton species during the growing season 2018) the waters of Lake Tulos can be assigned to the third quality class, grade 3a («fairly clean»), which corresponds to the β-mesosaprobic zone by the saprobity scale. According to Pantle-Bukk saprobity index calculated on the basis of zooplankton, the lake’s water can be attributed to oligosaprobic - the 2nd class of quality, pure natural waters. Indices of abundance of macrozoobenthos correspond to the oligotrophic class, according to the ratio of its main groups, the lake belongs to the «chironomid» type of lakes. The reservoir has a high recreational potential, according to the ichthyofauna composition it belongs to the water bodies of the first fishery category. Lake Tulos is a reference water body convenient for environmental monitoring in near-border areas.

Full Text

Введение Озеро Тулос расположено в западной части Муезерского района Республики Карелия, географические координаты центра озера 63°34′ с.ш., 30°36′ в.д. [1]. Находится на водосборе р. Тула (Лужма) - притока р. Лендерка (бассейн Балтийского моря) на территории планируемого национального парка «Тулос», расположенного на границе с Финляндией [2]. Озеро, вследствие географического положения, входит в состав Зеленого пояса Фенноскандии, который протянулся по обе стороны границы трех соседних государств - России, Финляндии и Норвегии [3]. Водоем мало изучен с гидробиологической точки зрения. Имеющиеся данные относятся к осеннему периоду 1997 г., когда рядом научных организаций выполнялись работы по инвентаризации и экологической оценке территории планируемого национального парка [2; 4]. Озеро находится за линией пограничных инженерно-технических сооружений, доступ на него ограничен и контролируется пограничниками. Постоянного населения на этой территории нет. Целью исследования являлась оценка современного состояния сообществ фито-, зоопланктона и бентоса озера Тулос. Материал и методы исследования Комплексные гидробиологические исследования проводились на озере Тулос в июле-августе 2018 г. По происхождению котловины озеро относится к ледниково-тектоническим, берега его в основном каменисто-песчаные, водообмен замедленный - 0,39 год-¹. На всей площади водного зеркала расположено более 140 островов. По химическим показателям озеро Тулос относится к типичным водным объектам республики (рН 6,6, общая минерализация 9,5 мг/л, содержание СО2 в среднем около 1,7 мг/л), насыщение кислородом составляет около 90%. Характеризуется низким содержанием Pобщ. (7-13 мкг/л) и по его концентрации относится к олиготрофному типу. Общая площадь 95,7 км², средняя глубина 9,4 м, наибольшая 23,5 м [5]. Пробы фито-, зоопланктона и бентоса отбирались на восьми гидробиологических станциях, выбор которых обусловливался морфометрическими особенностями водоема, отдельно обследовались прибрежная (литораль) и центральная (пелагиаль) части. Планктонные пробы отбирались с трехкратной повторностью: в пелагиали - батометром Руттнера (объем 2 л), в литорали - мерным ведром (на глубинах до 1,0 м). Водоросли концентрировались осадочным методом при помощи мембранных фильтров (диаметр пор 0,95-1,02 мкм), пробы зоопланктона процеживались с использованием планктонной сети (диаметр ячеи 90 мкм). Дальнейшая обработка проб проводилась согласно общепринятым гидробиологическим методикам [6-8]. Качество воды оценивалось методом Пантле-Букк в модификации Сладечека [9-11] и в соответствии с эколого-санитарной классификацией [12]. Количественные пробы макрозообентоса отбирались дночерпателем ДАК-250 модификации Экмана-Берджа (площадь захвата 1/40 м².), промывались через сито № 19 (размер ячеи 0,5 мм) и фиксировались 8% раствором формальдегида. На каждой станции отбиралось по 2 дночерпателя. Для обработки проб также применялись стандартные методики [13]. Трофический статус водоема оценивался по шкале трофности по С.П. Китаеву [14]. При определении организмов использовался ряд руководств [15; 16]. Результаты и обсуждение В рамках данной работы в озере в фитопланктоне оз. Тулос обнаружено 23 вида водорослей 6 систематических групп: золотистые (Chrysophyta) - 1 (4%), эвгленовые (Euglenophyta) - 2 (9%), синезеленые (Cyanophyta) - 2 (9%), зеленые (Chlorophyta) - 3 (13%), динофитовые (Dinophyta) - 3 (13%) и диатомовые (Bacillariophyta) - 12 (52%) (табл. 1). Наиболее разнообразно представлены диатомовые водоросли, что характерно для альгофлоры планктона разнотипных водоемов Северо-Запада Европейской части России, Арктики и Субарктики [17; 18]. Таблица 1 - Видовой состав фитопланктона оз. Тулос Отдел / Таксон Литораль Пелагиаль Синезеленые (Cyanophyta) Oscillatoria limosa (Dilv.) Ag. + + Chroococcus giganteus West. + + Диатомовые (Bacillariophyta) Aulacoseira islandica Ehr. + + Aulacoseira italica var. tenuissima Ehr. + + Tabellaria fenestrata (Lyngb.) Kütz. + + Tabellaria flocculosa (Roth.) Kütz. + - Cyclotella planctonica Brunnthaler + + Cymbella cymbiformis (Kütz.) V.H. var. cymbiformis + - Cymbella helvetica Kütz. var. helvetica + - Gomphonema acuminatum Ehrenberg + + Fragilaria crotonensis Kitton + - Navicula Kütz. var. cryptocephala + - Navicula radiosa Kütz. var. radiosa + + Eunotia pectinalis (Dillw.) Rabenh. var. pectinalis + - Золотистые (Chrysophyta) Dinobryon divergens Imh. + + Зеленые (Chlorophyta) Chlamydomonas monadina Stein. + + Cosmarium phaseolum Breb. + + Euastrum ansatum Ehrenberg + + Динофитовые (Dinophyta) Glenodinium quadridens (Stein.) Sch. - + Peridinium goslaviense Wolosz. + + Ceratium hirundinella (O.F.M.) Bergh. + - Эвгленовые (Euglenophyta) Trachelomonas rugulosa Stein. - + Trachelomonas hispida (Perty) Stein emend. Defl. - + Суммарное число видов 20 16 Среди диатомовых доминировали Aulacoseira islandica, A. italica var. tenuissima и Stephanodiscus agassizensis, среди зеленых преобладали Cosmarium phaseolum и Euastrum ansatum. Динофитовые водоросли были представлены Glenodinium guadridens, Ceratium hirundinella и Peridinium goslaviense. В литоральной и пелагических частях водоема наблюдаются различия в соотношении числа видов по систематическим отделам водорослей (табл. 1). Повышенное видовое разнообразие планктонных водорослей в прибрежье по сравнению с центральной частью водоема может быть обусловлено наличием «краевого эффекта» с большим разнообразием экологических ниш. К числу массовых в литорали относились виды рода Aulacoseira, в пелагиали - представители рода Trachelomonas и Glenodinium guadridens. Показатели обилия фитопланктона приводятся в таблице 2. В прибрежной части фитопланктонное сообщество большей частью представлено диатомовыми водорослями (виды родов Aulocoseira, Tabellaria, Navicula). На их долю приходится 70% от общей численности и 48% биомассы всех водорослей. В пелагиали также преобладают диатомовые водоросли (62% и 42% по численности и биомассе соответственно), к субдоминантам относятся представители динофитовых и эвгленовых водорослей (Glenodinium quadridens, Trachelomonas rugulosa, T. Hispida). Суммарные показатели численности фитопланктона в литорали и пелагиали озера Тулос составляют соответственно 135,0 тыс. кл/л и 119,0 тыс. кл/л, биомассы - 0,420 г/м³ и 0,404 г/м³, что соответствует олиготрофному типу водоема по шкале трофности. Таблица 2 - Количественные показатели фитопланктона оз. Тулос Отдел Литораль Пелагиаль Численность Биомасса Численность Биомасса абс., тыс. кл/л отн., % абс., г/м³ отн., % абс., тыс. кл/л отн., % абс., г/м³ отн., % Bacillariophyta 94,5 70 0,202 48 73,8 62 0,170 42 Chrysophyta 2,7 2 0,004 1 1,2 1 0,004 1 Chlorophyta 4,0 3 0,021 5 2,4 2 0,004 1 Cyanophyta 18,9 14 0,034 8 9,5 8 0,008 2 Dinophyta 4,1 3 0,088 21 11,9 10 0,125 31 Euglenophyta 10,8 8 0,071 17 20,2 17 0,093 23 Всего 135,0 100 0,42 100 119,0 100 0,404 100 Показатели индекса сапробности, рассчитанные по численности индикаторных видов фитопланктона (S = 1,74 для литорали и S = 1,70 для пелагиали), позволяют отнести воды озера к третьему классу качества, разряду 3а («достаточно чистая»), что соответствует β-мезосапробный зоне по шкале сапробности. В составе зоопланктона оз. Тулос отмечены представители 26 видов ракообразных и коловраток, относящихся к 9 отрядам. Среди них: Copepoda - 7 видов, Cladocera - 12 видов и Rotifera - 7 видов (табл. 3). В целом планктонный комплекс оз. Тулос представлен обычными обитателями северных водоемов. Наибольшей численностью среди коловраток характеризуются Asplanchna priodonta, Kellicottia longispina и Conochilus unicornis. В небольших количествах, но повсеместно встречаются Bipalpus hudsoni и Keratella cochlearis. Основную долю пелагического планктонного комплекса ракообразных составляют представители северной фауны, которые широко распространены в карельских озерах (Daphnia cristata, Bosmina coregoni, Holopedium gibberum, Thermocyclops oithonoides, Eudiaptomus gracilis) и ряд эвритопных организмов с широкой экологической валентностью (Mesocyclops leuckarti, Bosmina longirostris, Chydorus sphaericus). В литоральной зоне, несмотря на слабое развитие высшей водной растительности (тростник обыкновенный, кубышка желтая, рдесты), достаточно широко представлены фитофильные и придонно-бентические формы. В основном это Sida crystallina и Scapholeberis mucronata, которым необходим субстрат для периодического прикрепления, а также хидориды и хищные циклопы. В таблице 4 представлены структурные показатели зоопланктонного сообщества, используемые в качестве индикаторных при экологических исследованиях водоемов. Отсутствие резкого доминирования отдельных видов обусловило достаточно высокие значения индекса видового разнообразия Шеннона, что указывает на хорошие условия для развития зоопланктоценозов водоема. По уровню количественного развития зоопланктона озеро Тулос в целом можно охарактеризовать как олиготрофный водоем (показатель биомассы менее 1 г/м³) [14]. По показателю индекса сапробности Пантле-Букк, рассчитанного по зоопланктону, воды озера можно отнести к олигосапробному классу (2-й класс качества, чистые природные воды). Таблица 3 - Видовой состав и встречаемость видов зоопланктона оз. Тулос Отряд / Таксон Литораль Пелагиаль Коловратки Rotifera Отряд Saeptiramida Polyarthra dolychoptera Idelson + - Bipalpus hudsoni (Imhof) ++ ++ Отряд Saltiramida Asplanchna priodonta Gosse + +++ Отряд Transversiramida Euchlanis dilatata Ehrenberg + - Keratella cochlearis (Gosse) - + Kellicottia longispina (Kellicott) +++ +++ Отряд Protoramida Conochilus unicornis Rousselet + - Ракообразные Crustacea Отряд Calaniformes Heterocope appendiculata (Sars) - + Eudiaptomus gracilis (Sars) ++ ++ Отряд Cyclopiformes Macrocyclops albidus (Jurine) * - Thermocyclops oithonoides (Sars) +++ +++ Mesocyclops leuckarti (Claus) +++ +++ Megacyclops viridis (Jurine) * - Cyclops strenuus strenuus Fisher + + Класс Branchiopoda Надотряд Cladocera Отряд Ctenopoda Syda crystallina (O.F. Muller, 1776) +++ - Limnosida frontosa Sars, 1862 - ++ Отряд Anomopoda Daphnia cristata Sars + +++ Ceriodaphnia quadrangula (O.F. Muller) ++ ++ Alona quadrangularis (O.F. Muller) + - Acroperus harpae (Baird) + - Scapholeberis mucronata (O.F. Muller) ++ * Chydorus sphaericus (O.F. Muller) + + Eurycercus lamellatus (O.F. Muller) * - Bosmina (Bosmina) longirostris (O.F. Muller) +++ +++ B. (Eubosmina) coregoni Baird, 1857 ++ ++ Отряд Onychopoda Polyphemus pediculus (Linne) + - Суммарное число видов 23 16 Примечание. Встречаемость: +++ - вид широко распространен (>50% проб); ++ - вид обычен (25-50% проб); + - вид редок (<25% проб); * - единичные находки. Донная фауна оз. Тулос была представлена 7 таксономическими группами (табл. 5). Преобладающими организмами по численности и по величине биомассы являлись личинки хирономид (Procladius sp., Sergentia sp., Lauterbornia coracina). Олигохеты занимали субдоминирующее положение, на отдельных станциях встречались двустворчатые и брюхоногие моллюски. Таким образом, по составу макрозообентоса озеро можно отнести к «хирономидному» типу озер. В осенний период средняя биомасса зообентоса в озере при средней численности организмов 1209 экз./м² составила 1303,4 мг/м². Таблица 4 - Структурные показатели зоопланктона оз. Тулос Показатель Литораль Пелагиаль Общее число видов Sобщ. 23 16 Число видов в пробе Sпр. 12,3 ± 1,2 10,6 ± 1,1 Индекс Шеннона (HN), бит/экз. 2,72 ± 0,33 2,90 ± 0,35 Индекс доминирования Бергера-Паркера IB/ P 0,37 ± 0,10 0,40 ± 0,12 Средняя числ-ть (min-max), тыс. экз./м³ 10,29 (3,21-26,75) 5,44 (4,1-6,7) Средняя биомасса (min-max), г/м³ 0,368 (0,122-0,504) 0,138 (0,093-0,188) Индекс сапробности Пантле-Букк 1,83 ± 0,22 1,72 ± 0,14 Доминирующий комплекс B. longirostris C. quadrangula S. mucronata B. coregoni D. cristata B. longirostris Типизация водоема олиготрофный β - мезосапробный олиготрофный β - мезосапробный Таблица 5 - Количественные показатели макрозообентоса оз. Тулос Таксоны Показатели Численность, экз./м² % Биомасса, мг/м² % Oligochaeta 160 13,2 199,5 15,3 Bivalvia 80 6,6 58,0 4,5 Gastropoda 22 1,9 49,0 3,7 Ephemeroptera 4 0,3 0,6 0,1 Trichoptera 6 0,5 0,5 0,1 Chironomidae 792 65,5 976,8 74,9 Nematoda 145 12,0 19,0 1,4 Всего 1209 100,0 1303,4 100,0 Выводы Полученные данные позволяют охарактеризовать озеро Тулос как водоем с высоким качеством воды, уровень которого по гидрохимическим и гидробиологическим показателям сопоставим с карельскими водоемами, имеющими различный природоохранный статус, - озерами Каменное, Урозеро, Мунозеро [19-21]. Озеро обладает высоким рекреационным потенциалом, отличается примечательными морфометрическими, гидрохимическими и ихтиологическими показателями, что позволяет рекомендовать создание на его основе единого природоохранного комплекса. Удаленность и труднодоступность района расположения озера, а также отсутствие загрязняющих его водную среду стоков позволяют рассматривать оз. Тулос в качестве удобного контрольного объекта при мониторинге состояния окружающей среды на приграничных территориях. Также необходимо учитывать, что оз. Тулос является сигово-лососевым водоемом и относится к первой категории рыбохозяйственного водопользования.

About the authors

Yaroslav Aleksandrovich Kuchko

Institute of Biology of Karelian Research Centre of Russian Academy of Sciences


candidate of biological sciences, senior researcher of Fish and Water Invertebrate Ecology Laboratory

Nikolay Viktorovich Ilmast

Institute of Biology of Karelian Research Centre of Russian Academy of Sciences


doctor of biological sciences, head of Fish and Water Invertebrate Ecology Laboratory

Tamara Yuryevna Kuchko

Petrozavodsk State University


candidate of biological sciences, associate professor of Zoology and Ecology Department

References

  1. Озера Карелии. Справочник. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2013. 464 с.
  2. Инвентаризация и изучение биологического разнообразия в приграничных с Финляндией районах Республики Карелия. Оперативно-информационные материалы. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 1998. 168 с.
  3. Зеленый пояс Фенноскандии: научно-популярное иллюстрированное издание. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2014. 116 с.
  4. Куликова Т.П. Зоопланктон водных объектов северной части бассейна Ладожского озера. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2012. 192 с.
  5. Каталог озер Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2001. 290 с.
  6. Методические рекомендации по сбору и обработке материалов при гидробиологических исследованиях на пресноводных водоемах. Зоопланктон и его продукция. Л.: ГосНИОРХ. 1984. 33 с.
  7. Практическая гидробиология. Пресноводные экосистемы. М.: ПИМ, 2006. 367 с.
  8. Унифицированные методы исследования качества вод: В 3 ч. Ч. 3. Методы биологического анализа вод. М.: СЭВ, 1976. 185 с.
  9. Баринова С.С., Медведева Л.А., Анисимова О.В. Биоразнообразие водорослей-индикаторов окружающей среды. Тель-Авив, Pilies Studio. 2006. 498 с.
  10. Макрушин А.В. Биологический анализ качества вод. Л.: Зоологический институт АН СССР, 1974. 60 с.
  11. Sladeček V. System of water quality from biological point of view // Archiv fur Hydrobiologie. 1973. № 7. 218 p.
  12. Оксиюк О.П., Жукинский В.Н., Брагинский Л.П. и др. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши // Гидробиологический журнал. 1993. Т. 29, № 4. С. 62-76.
  13. Жадин В.И. Методика изучения донной фауны и экологии донных беспозвоночных // Жизнь пресных вод СССР. Т. 4. Ч. 1. М.; Л., 1956. С. 279-382.
  14. Китаев С.П. Основы лимнологии для гидробиологов и ихтиологов. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. 390 с.
  15. Определитель пресноводных водорослей СССР: В 14 т. Т. 1-8, 10, 11, 13, 14 / под ред. М.М. Голлербаха. Л.: Наука, 1951. 1986.
  16. Определитель зоопланктона и зообентоса пресных вод Европейской России. Т. 1. Зоопланктон. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. 495 с.
  17. Гецен М.В. Водоросли в экосистемах Крайнего Севера. Л.: Наука: Ленингр. отд-ние, 1985. 165 с.
  18. Sheath R.G., Munavar M. Phytoplankton composition of small subarctic lake during summer // Canadian Journal of Botany. 1975. Vol. 53 (19). P. 2240-2246.
  19. Ильмаст Н.В., Китаев С.П., Кучко Я.А., Павловский С.А. Гидроэкология разнотипных озер южной Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2008. 90 с.
  20. Ильмаст Н.В., Стерлигова О.П., Кучко Я.А. Рыбохозяйственное использование малых водоемов Карелии (на примере Урозера) // Озера Евразии: проблемы и пути их решения: мат-лы 1-й междунар. конф. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2017. С. 506-510.
  21. Кучко Я.А., Кучко Т.Ю., Ильмаст Н.В. Зоопланктон как показатель состояния экосистемы озера Каменное // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2017. № 6. С. 27-31.

Statistics

Views

Abstract - 58

PDF (Russian) - 6

Cited-By


PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2019 Kuchko Y.A., Ilmast N.V., Kuchko T.Y.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies