Зоопланктон мелководий Северного Байкала: динамика численности и биомассы, роль сибирских и байкальских видов

Сокольников Ю.А. Зоопланктон мелководий Северного Байкала: динамика численности и биомассы, роль сибирских и байкальских видов // Биоразнообразие Байкальской Сибири / В.М. Корсунов, Н.М. Пронин, Г.Г. Гончиков и др. — Новосибирск, 1999. — С. 61-74.

Зоопланктон северной оконечности Байкала впервые рекогносцировочно исследован в 30-е годы В.Н. Яснитским [1934], который привел данные по численности зоопланктона и отметил различия в видовом составе на отдельных участках исследуемого района и запаздывание развития планктона у восточного берега. Более полно он изучен сотрудниками Лимнологического института СО АН СССР и НИИ биологии при Иркутском государственном университете (ИГУ) с 1961 по 1979 г.
В 1992 г. экспедиция Востсибрыбниипроекта впервые обследовала Северобайкальское мелководье от берега до глубины 10 м и Северобайкальского сора. Установлено, что численность зоопланктона изменялась от 1,37 до 63,07 тыс. экз./м3, а биомасса — от 3,56 до 523,54 мг/м3. В отличие от районов открытого Байкала, где в основном и работали предыдущие исследователи, основу численности зоопланктона составляли коловратки, а биомассу — веслоногие + коловратки [Сокольников, 1998].
В данной работе представлены результаты планктонной съемки, проведенной в июне—июле 1998 г. по сетке станций 1992 г., для определения годовой динамики численности и биомассы зоопланктона и изменения роли сибирских и байкальских видов.
Автор этого раздела благодарен сотрудникам Востсибрыбцентра А.И. Бобкову и В.П. Павлицкой за помощь в сборе материала, заведующему научным отделом Востсибрыбцентра А.В. Соколову — за предоставленную возможность собрать материал и Н.М. Пронину — за помощь в подготовке работы.

Материал и методика

Пробы зоопланктона на Северобайкальском мелководье в 1998 г. отбирались по трем стационарным разрезам на глубинах 2, 5 и 10 м — Среднее устье р. Верх. Ангара, Кочки — Середина о. Ярки, Кичера — устье р. Кичеры в 2 км от пос. Нижнеангарск.
Пробы отбирались ежедекадно. Всего собрано 36 проб. Отбор проб зоопланктона проводился планктонной сетью Джеди из газ-сита № 70 с диаметром входного отверстия 13,5 см процеживанием столба воды от дна до поверхности. В районе наблюдений измеряли температуру, прозрачность воды.
Материал обработан по общепринятой методике [Киселев, 1969; Методические рекомендации, 1982]. Масса планктонных организмов рассчитана по формулам, связывающим длину и массу тела [Балушкина, Винберг, 1979].
Пробы зоопланктона в Северобайкальском соре отбирались по стационарному разрезу от пос. Нижнеангарск до Среднего устья р. Верх. Ангара, с ответвлениями в глубь сора. Пробы "единые", т.е. отборы всех станций сливались в одну емкость.

Лимнические характеристики района исследований

Северобайкальское мелководье расположено на северной оконечности Байкала — от мыса Курлы до Дагарской. Площадь мелководья, ограниченная изобатой 20 м, составляет около 20 000 га. Объем водных масс до изобаты 10м— 0,28 км3.
Исследованный район находится под влиянием вод рек Верх. Ангара и Кичера. Распространение теплых речных вод на мелководье обусловлено направлением ветров. В июне зона теплой воды простирается от устьев рек в открытый Байкал на 3—5,8 км, занимая площадь 170—225 км2 [Топорков, 1964; Смирнов, Шумилов, 1974]. При южных ветрах площадь зоны теплой воды сокращается, при северных — увеличивается. Проникновение речной воды в глубину ограничено 2—5 м от поверхности. В конце июня температура воды в теплой зоне составляет 15—21 °С, в байкальской воде в 50—100 м от стыка вод (речной с байкальской)—всего лишь 6—9 °С.
Северобайкальский сор расположен на северной оконечности Байкала и отделен от него о. Ярки. Его площадь 2300 га. Северный берег сора незаметно переходит в болотистую низину, по которой рассеяно большое количество мелких и крупных озер.
Строительство Иркутской ГЭС вызвало поднятие уровня воды в Байкале с 1959 по 1963 г. на 1,36 м. Площадь озера при этом увеличилась на 1000 км2, главным образом за счет расширения Северобайкальского (на 100 км2) и Селенгинского (350 км2) мелководий [Мамонтов, 1973].

Результаты исследований

В составе зоопланктона Северобайкальского мелководья и Северобайкальского сора за период наблюдений было обнаружено 63 вида организмов, из них 33 видов коловраток, 18 — веслоногих и 12 — ветвистоусых рачков. Из коловраток доминировали Asplanchna priodonta, Conochilus unicornis и Synchaeta pectinata, из веслоногих — E. baicalensis и С. kolensis, из ветвистоусых — D. longispina. Наиболее богат видами район устья р. Кичера, здесь же отмечается большее количество видов общесибирской фауны. Это скорее всего связано с тем, что воды р. Кичеры перед впадением в Байкал проходят через систему мелководных, относительно крупных озер (Сикили — 400 га, Бол. Кичерское — 750 га [Кожов, Спелит, 1958]) и выносят в озеро вместе с прогретой водой и планктонных животных (табл. 14).
По мере прогрева воды происходит смена видового состава на станциях отбора проб. Так, в начале сезона на всех участках наблюдалось большое количество как байкальских коловраток — Synchaeta pachypoda, Keratella quadrata baicalensis, так и веслоногих — E. baicalensis и С. kolensis. В конце июля в планктоне появились Ploesoma truncatum, а в последующем — виды озерно-сорового комплекса, коловратки родов Brachionus, Ascomorpha и А. priodonta и рачки родов Mesocyclops (M. leuckarti, M. crassus) и Cyclops (С. scutifer, С. strenuus), причем наибольшее влияние испытывают станции на глубине 2 м, на глубинах Юм отмечается большее количество видов байкальского комплекса, а на глубине 5 м происходит смешение озерно-соровых и байкальских видов.
В этот же период 1992 г. в зоопланктоне обнаружено 53 вида организмов, из них 26 видов коловраток, 14 — веслоногих и 13 ветвистоусых рачков. Из коловраток доминировали виды родов Ascomorpha, Synchaeta, Keratella, а также A. priodonta — в течение всего периода наблюдений. В конце июня — начале июля в зоопланктоне появились Р. truncatum и Filinia longiseta. Из веслоногих ракообразных преобладали С. kolensis и E. baicalensis, в начале июля — Diaptomus graciloides. Среди ветвистоусых заметную роль играла D. longispina, которая в конце июня — начале июля начала заменяться рачками В. longispina и В. longirostris, а на прибрежных станциях — Ceriodaphnia laticaudata.

Таблица 14. Видовой состав зоопланктона Северобайкальского мелководья и Северобайкальского сора в 1998 г. Примечание. +++ — доминанты; ++ — субдоминанты; + — встречаются часто; Ед. — встречаются единично.

Так как в 1998 г. половина сора была покрыта льдом до 10 июня от 18-й тони до устья р. Кичера и их температурный режим воды резко различался, в зоопланктоне сора встречено большее количество холодолюбивых видов, которые не отмечались в этот период в 1992 г.
В зоопланктоне Северобайкальского сора в 1998 г. обнаружено 36 видов организмов, из них: 12 — коловраток, 13 — веслоногих и 11 — ветвистоусых ракообразных. В планктоне доминировали виды озерно-сорового комплекса, из коловраток — Synchaeta и A. priodonta, из веслоногих — Cyclops strenuus и циклопы рода Meso-cyclops, из ветвистоусых рачков — Ceriodaphnia laticaudata и Bosmina longirostris (см. табл. 17).
В соотношении численности байкальских и общесибирских видов зоопланктона только в районе устья р. Кичера наблюдается увеличение численности общесибирских видов и уменьшение байкальских в течение месяца на всех глубинах, что связано с прогревом воды. На остальных участках такой картины не наблюдается (рис. 3).
Численность зоопланктона на разных участках мелководья изменялась в течение периода наблюдений от 6,83 до 49,43 и в среднем по водоему составила 17,83 тыс. экз./м3. Основу ее на глубинах до 2 м составляли коловратки, а глубже (5 и 10 м) — веслоногие. В начале сезона на всех станциях она была высока у веслоногих рачков. В районе устья р. Кичеры с 12.06 отмечен ее подъем у коловраток, который достиг максимума 22.06 в основном на глубине 2 м, где сказывалось наибольшее влияние стока реки. Здесь преобладали, виды общесибирского озерно-сорового комплекса. На 5-метровых глубинах подъем численности отмечен 02.07 на всех станциях, особенно значительный — на разрезе устье р. Кичера, где его обеспечили коловратки, а на других разрезах преобладали веслоногие рачки. В то же время на глубинах 2 и 10 м в основном отмечен спад численности.
Можно было бы предполагать, что численность зоопланктона должна быть выше в районе Среднего устья р. Верх. Ангара, так как сток ее по объему гораздо больше, но этого не наблюдается; этот показатель равномерно возрастает в ряду Среднее устье — Кочки — Кичера (рис. 4, а, табл. 15).
Численность веслоногих на всех станциях в основном определялась науплиальными стадиями Е. baicalensis и С. kolensis, причем науплиусы циклопа встречались на глубинах 2—5 м, а эпишуры — 10—5 м; в районе устья р. Кичеры, как уже сказано, — коловратки.
Основу численности зоопланктона Северобайкальского сора, как и Северобайкальского мелководья, составляли коловратки (50 %) и веслоногие рачки (49 %), она колебалась от 4,2 до 12,3 тыс. экз./м3 (в среднем 7,8 тыс. экз./м3). В начале периода наблюдений по этому показателю преобладали коловратки рода Asplanchna, а также циклопы и диаптомусы науплиальных стадий (табл. 16).

Рис. 3. Соотношение численности байкальских (1) и общесибирских (2) видов на разных участках Северобайкальского мелководья в период с 01.06 по 02.07.98 г.

Биомасса зоопланктона колебалась от 3,07 до 294,96 мг/м3, составив в среднем по водоему 93,12 мг/м3 (табл. 17). Основу ее составляли веслоногие рачки, преимущественно Е. baicalensis и С. kolensis, а на изобате 2 м — A. priodonta.
Наибольшие значения биомассы и численности отмечены в районе устья р. Кичера 22.06 на 2-метровой глубине. Их определяла A. priodonta, а на остальных станциях — веслоногие рачки. 02,07 на 5-метровой глубине прослеживался подъем биомассы в районе устья р. Кичера. В районе Среднего устья также отмечен подъем биомассы, но на глубине 10 м, тогда как на других участках — спад и снижение численности. Как уже отмечалось, большую роль в образовании биомассы на 2- и 5-метровых глубинах играла крупная коловратка A. priodonta.

Рис. 4. Средние (по глубинам 2, 5 и 10 м) численность (N) и биомасса (В) зоопланктона на разных участках Северобайкальского мелководья в период с 01.06. по 02.07.98 г. а - Среднее устье р. Верх. Ангара; б — Кочки; в — р. Кичера. 1 — коловратки; 2 — веслоногие; 3 — ветвистоусые; 4 — весь зоопланктон.

Средняя биомасса определялась старшими копеподитными стадиями и взрослыми рачками Е. baicalensis и С. kolensis, эпишура отмечалась на глубинах 5—10 м, а коловратки — 2м. Рис. 4, б показывает стабильное увеличение биомассы от Среднего устья к устью р. Кичеры, это можно объяснить выносом крупных рачков озерно-сорового комплекса Acanthocyclops uiridis и С. strenuus, a также подъемом в толщу воды придонных взрослых рачков Наrраcticella inopinata.
Биомассу зоопланктона сора в течение периода наблюдений создавал С. strenuus (в основном его старшие и взрослые стадии). Появление крупных, но единичных экземпляров (Sida crystallina и Polyphemus pedicuclus) обеспечило подъем биомассы ветвистоусых ракообразных (см. табл. 16).
Суточная продукция зоопланктонного биоценоза за период наблюдений (32 дня) составляла 6,058 кал/м3 при рационе хищных 6,17 кал/м3, или 56 % от продукции мирных, продукция — 0,194 ккал/м3. Основными продуцентами, исключая простейших, были коловратки и в меньшей степени — веслоногие рачки (табл. 18).
Суточная продукция зоопланктона Северобайкальского сора за указанный период при рационе хищных 2,575 кал/м3, или 32 % от продукции мирных, составила 6,001 кал/м3. Основными продуцентами были коловратки (см. табл. 18).

Таблица 15. Численность (тыс. экз./м3) основных групп зоопланктона Северобайкальского мелководья за период наблюдений 1998г. Таблица 16. Численность (N, тыс. экз./м3) и биомасса (В, мг/м3) зоопланктона Северобайкальского сора (1998 г.) Зоопланктон 02.06 (1,8 м; 8,7 °С) 12.06 (1,8 м; 13,2 °С) 21.06 (1,6 м; 13,1 °С) 03.07 (1,7 м; 19,1 °С) Средняя за период (1,7 м; 13,5 °С)

Таким образом, в 1998 г. на основной акватории и по численности, и по биомассе преобладали веслоногие рачки, за исключением района устья р. Кичера (глубина 2 и 5 м), а количество коловраток было значительно меньшим, чем в тот же период 1992 г. Зоопланктон по акватории мелководья распределялся неравномерно. На глубинах 2 м преобладали виды озерно-сорового комплекса (в основном в районе устья р. Кичера), на 10 м — байкальского (на всех участках). Это объяснялось тем, что прибрежные участки испытывали большее влияние вод рек Верх. Ангара и Кичера. В районе 5-метровой изобаты байкальские и прибрежно-соровые виды смешивались. Наибольшая численность зоопланктона отмечена в районе устья р. Кичера. Продукцию в основном создавали веслоногие, главным образом науплиальные и младшие копеподит-ные стадии Е. baicalensis и С. kolensis.
В отличие от 1992 г., на мелководье число видов было большим, хотя многие из них встречались единично, это, скорее всего, связано с погодными и температурными условиями 1998 г., так как температура воды была ниже, и наблюдалось большое количество штормов, что способствовало перемешиванию воды и перемещению в планктон придонных видов зоопланктона. Зоопланктон Северобайкальского сора был представлен видами озерно-сорового комплекса, в этом его главное отличие от зоопланктона мелководья. Основу численности составляли коловратки и веслоногие рачки, а биомассы — веслоногие рачки. В конце периода наблюдений по мере прогрева воды в планктоне появлялись ветвистоусые рачки. Можно предположить, что в дальнейшем они будут играть большую роль в образовании как численности, так и биомассы.

Таблица 17. Биомасса основных групп зоопланктона Северобайкальского мелководья за период наблюдений 1998 г., мг/м3 Группа 01.06 12.06 22.06 02.07 Среднее за период Таблица 18. Суточная продукция и продукция биоценоза (Ps) зоопланктона некоторых районов Байкала в 1998 г.