Hydrobiocenoses of lake Tulos, Southwestern Karelia

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 P_общ. (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
	Числен-ность, 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.

Финансовое обеспечение исследований осуществлялось из средств федерального бюджета на выполнение государственного задания № 0221–2017–0045, Программы Президиума РАН «Биоразнообразие природных систем и биологические ресурсы России» проект № 0221–2018–0002; проекта РФФИ № 18–04–00163а.

About the authors

Yaroslav Aleksandrovich Kuchko

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

Email: kuchko@drevlanka.ru

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

Russian Federation, Petrozavodsk

Nikolay Viktorovich Ilmast

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

Email: ilmast@mail.ru

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

Russian Federation, Petrozavodsk

Tamara Yuryevna Kuchko

Petrozavodsk State University

Author for correspondence.
Email: kuchko@drevlanka.ru

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

Russian Federation, Petrozavodsk

References

Supplementary files