A comparative analysis of the spatial distribution of salinity and biomass of nekton and nektobenthos in the estuaries of the large plain river Razdolnaya and the mountain river Sukhodol (the Sea of Japan)

Cover Page

Abstract


This paper discusses the two estuaries of the large flat river Razdolnaya and the mountain river Sukhodol (the Sea of Japan). The data of hydrological surveys on these estuaries are presented and the distribution zones of waters of different salinity are shown. The graphs of changes in the biomass of some hydrobionts along the river are given. The studies have shown that water with a salinity of >5% penetrates the Razdolnaya River up to the main channel for 15 km. In the Sukhodol River, it happens that almost the entire estuary is occupied by salt water, and fresh water is traced in a layer of water no more than 0,5 m thick, no closer than 500 m to the mouth of the river. In the Razdolnaya River, there is a tendency for the growth of hydrobiont catches from the outer estuary to the inner one (from the sea to the river) to maximum values at a distance of 5 km from the mouth, followed by a gradual descent upstream. In the Sukhodol River, the specific biomass gradually decreases from the top of the river to a minimum of 0,4 km from the mouth with a sharp increase in the area of the mouth itself (the mouth of the lagoon and the sea coast) and the subsequent smooth decrease. The specific biomass of hydrobionts in the inner estuaries of the Razdolnaya and Sukhodol rivers was 6,7 and 4,0 g/m² respectively.


Full Text

Введение Эстуарий - это полузакрытый прибрежный водоём, который связан с морем постоянно или периодически, имеет солёность, отличную от солёности прилегающего открытого океана из-за пресноводного стока, и включает своеобразную биоту [1]. По структуре вод эстуарии разделяются на внутреннюю и внешнюю части. Поверхностный слой во внутреннем эстуарии занят пресной или почти пресной речной водой, а у дна (если глубина достаточно большая) находится клин солоноватых вод. Во внешнем эстуарии поверхностный слой занят шлейфом солоноватых вод, а придонный слой занимают солёные морские воды [2, рис. 1.43-1.45]. Наиболее изученные эстуарии Приморского края - р. Раздольной и р. Суходол - относятся, по классификации Е.И. Барабанщикова, к разным типам. Эта классификация разработана как по морфологическим характеристикам, так и по качественному и количественному составу зоопланктона. Река Раздольная относится к равнинным рекам с протяжённой эстуарной зоной, река Суходол относится к горным рекам с короткой эстуарной зоной [3]. Речной сток р. Раздольной оценён в 2,46 км³ с пиком 19.05.2011 г. в 730 м³/с [4], многолетний среднегодовой расход составляет 76 м³/с [5], расход р. Суходол оценён в 2,0 м³/с [6]. На эстуариях этих рек исследовано поведение главных биогенных элементов в период малой и большой воды [5], исследована карбонатная система эстуария р. Раздольной [7], кратко описаны и проиллюстрированы расположение речных вод, областей внутреннего и внешнего эстуария по нескольким съёмкам [8], выполнена оценка первичной продукции [9], проведено изучение факторов формирования первичной продукции в период ледостава [10], показано распределение рыб и беспозвоночных [11-19] и изучены закономерности формирования и разрушения гипоксии в эстуариях залива Петра Великого [4]. Но не показана обобщённая схема распространения вод различной солёности в эстуариях рек Раздольная и Суходол, не показаны изменения обилия рыб и декапод по градиенту солёности. Цель: Обобщить данные гидрологических съёмок и нарисовать генерализованную схему распространения вод различной солёности во внутренних эстуариях рек Раздольная и Суходол. Выяснить закономерности изменения обилия гидробионтов по градиенту солёности в названных эстуариях. Материалы и методика исследований Гидрологические съёмки во внутреннем и во внешнем эстуарии р. Раздольной проходили в разное время, но промежуток между ними не превышал нескольких дней. Всего сделано 67 гидрологических станций, в 2010 г. - 16, в 2011 г. - 17, в 2012 г. - 25 и в 2013 г. - 9 станций; всего 5 съёмок (табл. 1, рис. 1). Таблица 1 - Даты проведения гидрологических съёмок в эстуариях Месяц Раздольная Суходол апрель 25.04.2012 май 14-22.05.2012 июнь 15-30.06.2011 июль 05.07.2011 28.07.2013 август 16-31.08.2010 04-05.08.2010 08.08.2012 25.08.2011 сентябрь 09-10.09.2013 04.09.2012 22.09.2011 октябрь 30.10.2012 25.10.2012 декабрь 25.12.2012 В течение 2010-2013 гг. в эстуариях р. Суходол проведены 10 съёмок, сделана 201 гидрологическая станция, по данным 75 из них построены разрезы по главному руслу. Дополнительно 5-6 июля 2011 г. выполнялась суточная станция. На суточной станции CTD-зонд был установлен на глубине 1,6 метра на расстоянии 15 метров от берега левого русла в 350-400 м от устья реки. Одновременно с измерениями гидрологических показателей велись наблюдения за уровнем с помощью рейки (табл. 1, рис. 2). Съёмки характеризовали разные фазы водного режима рек: зимнюю межень (декабрь), летний паводок (июль - август) и переходные фазы. Температуру и солёность измеряли океанологическим зондом YSI-6600V2, с интервалом по глубине 0,5 м, прозрачность - диском Секки. В 2010 г. батометром брали пробы на гидрохимический анализ содержания растворённого в воде кислорода, концентрации фосфатов, силикатов, нитритов и нитратов из/в поверхностного и придонного слоя воды. Содержание в воде растворённого кислорода определяли титрованием по методу Винклера [20] с точностью 0,05 мгО²/л. Активную реакцию рН измеряли рН метром марки HI-9025 фирмы Hanna (Польша). Биогенные элементы определяли на электрофотоколориметре КФК-3 (СССР) согласно существующим методикам [21]. Рисунок 1 - Карта-схема съёмок эстуария р. Раздольная с нанесёнными гидрологическими станциями и расположением солёностных зон (‰) по разрезу главного русла «р. Раздольная - Амурский залив» в мае-октябре 2010-2013 гг. Приведены десятичные координаты Рисунок 2 - Карта-схема эстуария р. Суходол, с нанесёнными гидрологическими станциями, нанесёнными солёностными зонами (‰) на поверхности и по разрезу левого (главного) русла р. Суходол в апреле - декабре 2010-2013 гг. и суточная станция в июле 2011 г. (нижний правый угол). Здесь и далее толстая серая линия - аппроксимирующая кривая. Приведены десятичные координаты Согласно основным принципам концепции относительности и множественности зон барьерных солёностей, использованы следующие границы солёностных зон: 0-5‰ олигогалинная зона, 5-8‰ α-хорогалинная зона, 8-22‰ мезогалинная зона, 22-26‰ β-хорогалинная зона и >26‰ эугалинная зона [22]. Карты распределения солёностных зон построены в программе Golden Surfer 15, использована интерполяция по методу Nearest Neighbor, т.к. этот метод не экстраполирует значения за пределы диапазона выборочных данных и позволяет использовать линии разломов (вкладка «Breaklines and Faults»). На рисунках 1 и 2 приведены десятичные координаты. Лов рыб и декапод (нектобентоса) в реках проводили мальковым неводом (длина - 15,0 м, высота - 2,5 м, размер ячеи в кутке - 5 мм). Облавливались преимущественно виды гидробионтов, особи которых имеют небольшие размеры, или их молодь. Коэффициент уловистости (КУ) невода был принят равным единице. Ловы в р. Раздольной проводили в мае - сентябре 2005-2010 гг., в р. Суходол с мая по октябрь 2006-2013 гг. В р. Раздольной выполнено 234 лова, во внешнем эстуарии р. Суходол выполнено 35 ловов, а в внутреннем - 139 лова закидным неводом. Площадь внутреннего эстуария Раздольной принята равной 11,2 км², внешнего эстуария Суходола - 0,07, а внутреннего - 0,38 км². Экспертным путём в р. Раздольной было выделено 18 биотопов, в р. Суходол - семь. Численность (экз./м²) и биомасса (г/м² или т/км²) гидробионтов в русле реки вычислены делением суммарного улова на суммарную обловленную площадь по каждому биотопу за месяц. При расчётах использовано среднее арифметическое месячных уловов. Траления в куту Амурского залива, от устья р. Раздольной до южной оконечности п-ова Песчаный, на глубинах до 13 м, выполнены в мае - сентябре 1990-2014 гг., в основном в 2008-2010 гг., научно-исследовательскими судами ТИНРО-центра различных типов: МКРТМ «Бухоро», «Лаукува», МмДС «Пионер», МмРТР «Янтарь», МРС 055 и 5005. Использовали следующие орудия лова: бимтрал, оттертрал, тралы DT 20, DT 21,7, DT 23 и DT 27,1/24,4. Данные тралений взяты из БД «Морская биология» (свидетельство госрегистрации № 0220006765). Всего в куту Амурского залива выполнено 244 донных траления. Численность и биомасса гидробионтов рассчитаны «площадным» методом с различными КУ [23]. Площадь внешнего эстуария р. Раздольной принята равной 257,4 км², он разбит на 3 биотопа. В качестве индикатора доминирования одного или нескольких видов использован индекс разнообразия Симпсона [24] в трактовке Шитикова, Розенберга и Зинченко [25, с. 168, фор. 4.11]: , где ni - оценка значимости каждого вида (биомасса), N - сумма оценок значимостей. Поскольку при возведении в квадрат малых отношений ni/N получаются очень малые величины, индекс Симпсона тем больше, чем сильнее доминирование одного или нескольких видов. Он очень чувствителен к присутствию в выборке наиболее обильных видов, но слабо зависит от видового богатства [26, c. 60]. Для анализа размерной структуры сообществ использовался индекс разности выравненностей De (difference of the evenness) [27] в трактовке Шитикова и Головатюка [28, с. 90]: , где - индекс видовой выравненности Пиелу рассчитанный по Ja численности и Jb биомассе, - энтропия Шеннона,

About the authors

Pavel Gennadyevich Milovankin

Pacific branch of Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography

Author for correspondence.
Email: example@snv63.ru

researcher of Applied Biocenology Laboratory

Olga Igorevna Kataykina

Pacific branch of Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography

Email: example@snv63.ru

engineer of Fisheries Oceanography Laboratory

References

  1. Elliott M., Whitfield A.K. Challenging paradigms in estuarine ecology and management // Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2011. Vol. 94. P. 306-314.
  2. Зуенко Ю.И. Промысловая океанология Японского моря: монография. Владивосток: ТИНРО-центр, 2008. 227 с.
  3. Барабанщиков Е.И., Магомедов Р.А. Состав и некоторые черты биологии рыб эстуарной зоны рек южного Приморья // Известия ТИНРО. 2002. Т. 131. С. 179-200.
  4. Семкин П.Ю. Гипоксия эстуариев залива Петра Великого: дис. … канд. геогр. наук: 25.00.28. Владивосток, 2018. 140 с.
  5. Звалинский В.И. и др. Биогенные элементы и первичная продукция в эстуарии реки Раздольной (Амурский залив Японского моря) // Биология моря. 2005. Т. 31, № 2. С. 107-116.
  6. Будаева В.Д., Зуенко Ю.И., Макаров В.Г. Структура и циркуляция вод бухты Суходол (Уссурийский залив, Японское море) // Известия ТИНРО. 2006. Т. 146. С. 226-234.
  7. Тищенко П.Я. и др. Карбонатная система эстуария реки Раздольной (Амурский залив Японского моря) // Биология моря. 2005. Т. 31, № 1. С. 51-60.
  8. Важова А.С., Зуенко Ю.И. Особенности распределения биогенных элементов вдоль градиента солености в эстуариях рек Суходол и Раздольная (залив Петра Великого, Японское море) // Известия ТИНРО. 2015. Т. 180. С. 226-235.
  9. Важова А.С., Зуенко Ю.И. Оценка первичной продукции в эстуариях рек Раздольная и Суходол (залив Петра Великого, Японское море) // Известия ТИНРО. 2015. Т. 182. С. 132-143.
  10. Звалинский В.И. и др. Продукционные характеристики эстуария реки Раздольной в период ледостава // Известия ТИНРО. 2016. Т. 185. С. 155-174.
  11. Колпаков Н.В. Новые данные по составу и распределению рыб в эстуариях южного Приморья. 1. Раздольная // Известия ТИНРО. 2008. Т. 153. С. 155-166.
  12. Колпаков Н.В. Новые данные по составу и распределению рыб в эстуариях южного Приморья. 2. Малые водоемы // Известия ТИНРО. 2008. Т. 153. С. 167-180.
  13. Колпаков Н.В., Милованкин П.Г. Распределение и сезонные изменения обилия рыб в эстуарии реки Раздольная (залив Петра Великого, Японское море) // Вопросы ихтиологии. 2010. Т. 50, № 4. С. 495-509.
  14. Колпаков Н.В., Милованкин П.Г. Состав и сезонная изменчивость сообщества рыб эстуария реки Суходол (Уссурийский залив, Японское море) // Чтения памяти В.Я. Леванидова. 2011. № 5. С. 232-238.
  15. Колпаков Н.В. и др. Использование рыбами топических и трофических ресурсов разных биотопов эстуария реки Суходол (залив Петра Великого) // Известия ТИНРО. 2013. Т. 174. С. 187-207.
  16. Колпаков Н.В. Структурно-функциональная организация эстуарных экосистем северо-западной части Японского моря: дис. … д-ра биол. наук: 03.02.08. Владивосток, 2017. 523 с.
  17. Милованкин П.Г., Катайкина О.И. Изменения состава уловов рыб и декапод по градиенту солёности в реке Раздольной и куту Амурского залива в тёплое время года // Известия ТИНРО. 2018. Т. 193. С. 68-77.
  18. Милованкина А.А., Фадеева Н.П., Чертопруд Е.С. Распределение мейобентоса по градиенту солености в эстуарии реки Раздольной Приморского края // Самарский научный вестник. 2018. Т. 7, № 1 (22). С. 76-83.
  19. Milovankina A., Fadeeva N. Spatial distribution of Nematoda communities along the salinity gradient in of the two estuaries of the Sea of Japan // Russian Journal of Nematology. 2019. Vol. 27 (1). P. 1-12.
  20. Блинов Л.К. Руководство по морским гидрохимическим исследованиям. М.: Гидрометеоиздат, 1959. 255 с.
  21. Агатова А.И., Аржанова Н.В., Владимирский С.С., Зубаревич В.Л. и др. Справочник гидрохимика: рыбное хозяйство. М.: Агропромиздат, 1991. 220 с.
  22. Аладин Н.В. Концепция относительности и множественности зон барьерных соленостей // Журнал общей биологии. 1988. Т. 49, № 6. С. 825-833.
  23. Макрофауна бентали залива Петра Великого (Японское море): таблицы встречаемости, численности и биомассы. 1978-2009 / В.П. Шунтов, И.В. Волвенко, В.В. Кулик, Л.Н. Бочаров; под ред. В.П. Шунтова и Л.Н. Бочарова. Владивосток: ТИНРО-центр, 2014. 307 с.
  24. Simpson E.H. Measurement of diversity // Nature. 1949. Vol. 163, № 4148. P. 668.
  25. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003. 463 с.
  26. Лебедева Н.В., Криволуцкий Д.А., Пузаченко Ю.Г. и др. География и мониторинг биоразнообразия / ред. кол. Н.С. Касимов, Э.П. Романова, А.А. Тишков. М.: Издательство Научного и учебно-методического центра Моск. ун-та, 2002. 432 с.
  27. Denisenko S.G. Structurally-functional characteristics of the Barents Sea zoobenthos // Proceedings of the Zoological Institute of the Russian Academy of Sciences. 2004. Vol. 300. P. 43-52.
  28. Шитиков В.К., Головатюк Л.В. ABC-метод и специфика доминирования видов в донных речных сообществах // Поволжский экологический журнал. 2013. Т. 1. С. 88-97.
  29. Шитиков В.К., Розенберг Г.С. Оценка биоразнообразия: попытка формального обобщения // Количественные методы экологии и гидробиологии: сб. науч. тр., посвящ. памяти А.И. Баканова. Тольятти: СамНЦ РАН, 2005. С. 91-129.
  30. R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. Vienna: R Foundation for Statistical Computing, 2018.
  31. WoRMS Editorial Board. World Register of Marine Species [El. resource] // http://marinespecies.org at VLIZ. 2019. doi: 10.14284/170.
  32. Скарлато С.О., Телеш И.В. Развитие концепции максимального разнообразия протистов в зоне критической солёности воды // Биол. моря. 2017. Т. 43, № 1. С. 3-14.
  33. Гомоюнов К.А. Гидрологический очерк Амурского залива и реки Суйфуна // Первая конференция по изучению производственных сил Д.В. 1927. С. 73-91.
  34. Барабанщиков Е.И. Особенности состава ихтиофауны внутренней эстуарной зоны рек Раздольной, Артёмовка и Суходол во время маловодного 1997 год // Биомониторинг и рациональное использование морских и пресноводных гидробионтов: тез. докл. конф. молодых учёных. Владивосток: ТИНРО-центр, 1999. С. 121-123.
  35. Харин В.Е., Барабанщиков Е.И., Большаков С.Г. О находке пампа Pampus sp. (Stromateidae) в эстуарной зоне реки Раздольная (Амурский залив Японского моря) // Вопросы ихтиологии. 2013. Т. 53, № 2. С. 233-236.
  36. Большаков С.Г. Биологическая характеристика эстуарных видов рыб реки Раздольная // Чтения памяти В.Я. Леванидова. 2014. № 6. С. 104-109.

Statistics

Views

Abstract - 61

PDF (Russian) - 16

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2019 Milovankin P.G., Kataykina O.I.

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