Структура и функционирование зоопланктона степных бессточных озер Байкальской Сибири

- физико – географические условия: высота над уровнем моря, тип рельефа, тип почвы;

- характер и тип  растительности;

- геологическая история:  формирование различных структурных  типов разломов: линейные грабены  и оперяющие разломы простирания,  по которым формируются хорошо  выраженные долины.

ГЛАВА 4. Гидрохимическая  типизация озер

В зависимости от минерализации (г/л) озера подразделяются на четыре типа (Алекин, 1954; 1970): 1) пресные (0,2 – 1 г/л); 2) солоноватые (1 – 7 г/л); 3) соленые (7 – 45 г/л); 4) рассолы (> 45 г/л).

Пробы воды для гидрохимического анализа водоемов Предбайкалья были взяты при разных условиях водности (июнь, август, октябрь и март) и в них определены концентрации главных ионов солевого состава (табл. 1). Кислотность воды в озерах изменялась от 8,0 до 9,3. Установлено, что большинство из исследованных водоемов можно характеризовать как солоноватые: сумма концентраций главных ионов в воде этих озер менялась от 1 до 11,7 г/л. По составу воды озера 1, 2, 3, 19, 20, 22 – пресные водоемы, относящиеся к гидрокарбонатному классу. Соотношения катионов в озерах варьируют весьма широко и соответствуют Na–Mg, Сa–Mg, Сa–Mg–Na составам. В солоноватых озерах преобладающими анионами являются HCO₃^- и SO₄^2-, а катионами Na⁺ , Mg²⁺. Для некоторых из них (5, 9, 10, 15) характерна высокая доля сульфатной составляющей.

Соленых озер c концентрацией солей > 7 г/л отмечено два (№ 6 и № 17) (табл. 1). Преобладающими катионами являются Na⁺ и Mg²⁺, претерпевающие незначительные сезонные изменения. При этом наблюдается резкое увеличение анионов SO₄^2- и CI^-. Отметим, что максимальная минерализация воды за период исследований наблюдалась в озере № 6 – 23,8 г/л (табл. 1). Именно воды этого озера содержат наибольшее количество CI^-. Водоем № 6, по данным других авторов, является своеобразным эпицентром концентрации хлора (Власов и др., 1961; Склярова, Скляров, Федоровский, 2002; Склярова, 2004). В марте 2002 года (наши данные) в подледный период вода в озере была окрашена в ярко-красный цвет, возможно из-за массового развития неизвестных бактерий.

Таблица 1

Динамика величины суммы  главных ионов (г/л) в воде степных  озер Предбайкалья по сезонам

№ озера	Название озер	2001 г.			2002г.	Тип озера
		июнь	июль	октябрь	март
1	Хальское 1	0,79	0,61	1,56	-	1
2	Хальское 2	2,06	1,02	0,83	-	1
3	Хальское 3	1,13	1,36	0,41	-	1
4	Намиш - Нур	2,46	2,21	1,87	1,97	2
5	Хату-Нур	4,88	4,44	3,36	-	2
6	Цаган-Тырм	7,48	9,01	9,82	23,80	3
7	Холбо-Нур	2,96	-	-	-	2
8	-	2,12	-	-	-	2
9	Зурбат-Нур	3,10	3,67	-	-	2
10	Хулахта	3,96	4,88	4,49	6,63	2
11	Бур-Нур	2,52	2,36	2,10	-	2
12	Инегдэ	1,12	-	-	-	1
13	Хара-Нур	2,46	1,04	0,81	-	2
14	Нуху-Нур	0,87	-	-	-	1
15	-	3,65	3,13	2,85	-	2
16	Безымянное	0,98	-	-	-	1
17	Саган-Терем	7,44	6,69	5,56	11,7	3
18	Шара-Нур	1,37	1,85	1,87	-	2
19	Чернорудское 1	0,73	-	-	-	1
20	Чернорудское 2	0,74	0,78	0,86	0,88	1
21	Ольхонское 1	-	-	0,95	-	1
22	Ольхонское 2	-	-	0,29	-	1

Примечание. Тип озер: 1 – пресные; 2 – солоноватые; 3 – соленые; «–»  отсутствие данных.

Пробы воды для определения  концентрации основных ионов в водоемах Селенгинской Даурии отбирались в 2002 и 2003 гг. При сходных климатических условиях – в летнее время (июнь).                                 

 Таблица 2

Динамика величины суммы  главных ионов (г/л) в воде

минеральных озер Селенгинской Даурии

№ озера	Названия озер	2002г.	2004г.	Тип озера
		июнь	июнь
1	Нижнее Белое	7,9	8,1	3
2	Верхнее Белое	5	4,5	2
3	Селенгинское	2,6	3,1	2
4	Оронгойское	4	5,3	2
5	Белые Ключи	2	3,5	2

Примечание. Тип озер: 1 – пресные, 2 – солоноватые, 3 – соленые.

Все исследуемые водоемы  разделяются на два типа: солоноватые и соленые, по химическому составу гидрокарбонатного типа (табл. 2). Значение рН в воде в период исследований колебалась от 8,7 до 10,1. Водно – солевое питание водоемы получают за счет родников (№ 1 – 2), а также с атмосферными осадками, вымывающие соли из почв.

На исследуемых территориях  часто фиксируется явление полного  пересыхания на длительный период того или иного озера, или наоборот, возникновение не существовавшего  ранее. Накапливание солей в процессе криогенеза существенное, но является временным явлением. Тем не менее, такое сезонное концентрирование приводит к осаждению определенных солей, что нередко меняет компонентный состав вод.

ГЛАВА 5. Зоопланктон  степных бессточных озер Байкальской  Сибири

5.1. Таксономическое разнообразие зоопланктона Тажеранских озер и Селенгинской Даурии

В составе зоопланктона Тажеранских озер за исследуемый  период выявлено 79 видов, относящихся к 2 типам, 1 надклассу, 2 классам, 2 подклассам, 3 надотрядам, 8 отрядам, 21 семейству и 2 подсемействам и 40 родам. Среди них 46 видов коловраток, 19 ветвистоусых, 14 веслоногих рачков

Впервые для водоемов Восточной Сибири и Предбайкалья выявлены следующие ракообразные: D. similis, M. mongolica, O. tenuicaudis, E. dumonti, A. wierzejskii и коловратки R. frontalis, P. petromyzon, L. oxysternon, L. quadridentata, K. valga, B. variabilis, H. fennica, F. passa.

Характерной чертой солоноватых и  соленых озер Предбайкалья является относительно невысокое разнообразие (от 7 до 20) видов зоопланктона. В каждом из озер хорошо выражена монодоминантность.

В составе зоопланктона минеральных  озер Селенгинской Даурии выявлено 19 видов, относящихся к 2 типам, 1 надклассу, 3 классам, 3 надотрядам, 6 отрядам, 10 семействам и 16 родам. Из них 6 видов коловраток, один представитель жаброногих; 6 – ветвистоусых, 9 – веслоногих рачков.

Для изучаемых озер Селенгинской Даурии также характерно небольшое число видов – доминантов (от 3 до 5). Это связанно с тем, что озера характеризуются высокими значениями кислотности (10,1) и солености (8,1 г/л).

Взяв за основу видовое разнообразие зоопланктона 22 озер Тажеранской степи  с помощью кластерного анализа были построены дендрограммы по Сьеренсу (коэффициент корреляции 0,89). Тажеранские озера здесь четко сформированы на четыре кластера (рис. 2 а).

                                  а                                                                           б

Рис. 2. Дендрограмма зависимости видового состава зоопланктона и солености в водоемах: а) Тажеранской группы; б) Селенгинской Даурии.

Примечания. По оси у – коэффициент корреляции; по оси х – номера озер.

К первой группе относятся пресные и солоноватые водоемы: № 1 – 3, 7, 8, 13, 19, 20. Величина их минерализации колеблется от 0,88 до 3,67 г/л. Связующими видами для этих водоемов являются коловратки Filinia longiseta, Lecane bulla, Lecane luna, Lecane lunaris, L. quadridentata, Mytilina mucronata, Brachionus calyciflorus, Brachionus plicatilis longicornis, Brachionus rubens, Brachionus urceus, Alona rectangula. Ветвистоусые Daphnia longispina, Daphnia pulex, Alonella excisа и веслоногие A. wierzejskii, Microcyclops varicans. Это виды, предпочитающие пресные и солоноватые воды.

Вторая группа озер включает 11 водоемов: № 4 – 6, № 9 – 11, № 14 – 15, № 17-18, № 21. Это пресные, солоноватые и соленые водоемы. К пресным относятся № 21 и № 14. Значения их минерализации изменяются от 0,87 до 0,95 г/л. К солоноватым относятся озера № 4 – 5, № 10 – 11, № 15, № 18. Сумма главных ионов в воде этих озер варьировала от 1,37 до 4,88 г/л. Водоемы № 6 и № 17 по типологии вод относятся к соленым. Их минерализация изменялась от 5,56 до 23,80 г/л.

Общими видами зоопланктеров для этой группы водоемов коловратки F. longiseta, H. fennica, Hexarthra mira, R. frontalis, Euchlanis deflexa, Keratella quadrata, K. valga, Polyarthra dolichoptera, Asplanchta silvestris, Simocephalus vetulus, ветвистоусые Daphnia magna, A. rectangula, веслоногие Acanthodiaptomus denticornis, A. bacillifer, Arctodiaptomus salinus, Eucyclops arcanus.

Третья группа включает оз. Безымянное, величина его минерализации 0,98 г/л. Для этого водоема характерны следующие виды зоопланктона: F. longiseta, H. mira, L. luna, L. lunaris, L. quadridentata, K. quadrata, K. valga, B. variabilis, S. vetulus, D. magna, Daphnia turbinata, A. rectangula, E. arcanus.

Четвертая группа – озерко Ольхонское 2, последнее расположено на о. Ольхон. Значения его минерализации достигает пресных величин 0,25 г/л.

Это пересыхающий водоем. Его особенность заключается в том, что только здесь обнаружены два вида ракообразных: D. similis и A. wierzejskii, третий вид представитель жаброногих, к сожалению, нам не удалось определить до вида, т.к. были зарегистрированы только женские особи.

Солоноватые и соленые  Тажеранские озера, в целом, обладают пониженной минерализацией, в свою очередь, сумма главных ионов пресных озер этой группы близка к пороговой - 1 г/л. В связи с этим, не удается выделить в зоопланктоне типичных видов – галлофилов.

В результате кластерного  анализа по Сьеренсу (коэффициент корреляции 0,89) видового разнообразия зоопланктона содово – соленых озер Селенгинской Даурии выявлено три группы озер (рис. 2 б).

К первой группе относится оз. № 1, которое является соленым, гидрокарбонатным. Значение солености 7,9 – 8,1 г/л. Cоcтав сообщества зоопланктона представлен, как указывалось выше, ракообразными, только здесь присутствует Hemidiaptomus ignatovi, Moina brachiatа.

 Вторая группа – это оз. № 2 и № 5, по концентрации суммы главных ионов они относятся к солоноватым. Преобладающим анионом в которых, является гидрокарбонат, значения их минерализации изменяются в пределах от 3,5 до 5 г/л (табл. 2).

Общими для этих водоемов являются такие виды: M. mongolica, Artemia sр., Metadiaptomus asiaticus.

Третья группа озер: № 3 и № 4. Это солоноватые водоемы, значения их минерализации 3,1 – 5,3 г/л (табл. 2). Преобладающими анионами являются сульфат и хлорид. При наличии коловраток и большого числа ракообразных, только в этих озерах зафиксирован Cyclops vicinus.

Фауна планктона водоемов Тажеранской степи, Боргойской и Оронгойской котловин представлена в основном эвригалинными видами с широким географическим ареалом. Также замечен различный видовой состав зоопланктона даже в рядом располагающихся водоемах. Таким образом, распределение состава зоопланктона зависит от местоположения, гидрохимического типа и гидрологического режима водоема, а не от степени его изоляции.

5.2. Сравнительная характеристика и особенности распространения зоопланктона исследуемых озер

Зоопланктерами -    общими для Тажеранской группы и Селенгинской Даурии -  являются коловратки F. longiseta, E. dilatata, B. pl. longirornis, B. urceus, K. quadrata, K. valga, и ракообразные D. magna, Alona sp., M. mongolica, A. denticornis, Arctodiaptomus bacillifer.

 Во всех изучаемых озерах отмечается закономерность в уменьшении числа видов при увеличении солености в них. Снижение видового разнообразия зоопланктона при повышении концентрации солей отмечено многими авторами (Иванова, 1990; Geddes еt al., 1981; Williams, 1981 и др.).

 

Рис. 3 Количество видов  коловраток и ракообразных в озерах Байкальской Сибири с разной соленостью вод: 1 – в озерах Тажеранских степей; 2 – в озерах Селенгинской Даурии.

На рисунке 3 отображено снижение разнообразия состава зоопланктона с повышением солености воды. В группе Хальских озер Предбайкалья состав зоопланктона изменялся от 27 до 32 видов. Значения солености при этом варьируют от 0,61 до 1,36 г/л. Лишь в водоеме № 6 (Предбайкалье) с соленостью 9,01 г/л численный состав зоопланктона достигает 11 видов.

В водоемах Селенгинской Даурии наблюдается такая же тенденция. С увеличением солености воды уменьшается число видов зоопланктона. В оз. Нижнее Белое при солености 8,1 г/л в состав зоопланктона входит 3 вида.

Наиболее толерантными по отношению к солености в  Предбайкалье являются планктонные  виды F. longiseta, H. mira, B. urceus, K. quadrata, B. рl. longicornis, Chydorus sphaericus, Alona sp., A. bacillifer, E. arcanus. В Забайкалье – K. quadrata.

В интервале солености  воды от 1 г/л до 7 г/л общее количество видов снижается с 59 до 24. Максимальная видовая изменчивость в градиенте солености характерна для коловраток, число видов которых колеблется от 33 до 13. В этом же диапазоне солености по видовой изменчивости близки к ним и ветвистоусые рачки.

Известно, что для соленых  озер характерны большие межгодовые колебания уровня воды и связанные  с этим колебания компонентов  основного ионного состава, которые  прямо или косвенно влияют на уровень  и темпы развития зоопланктона.

5.3. Структура доминантного комплекса зоопланктона, его сезонная и межгодовая динамика

Среди многочисленных озер Тажеранской степи были выделены четыре модельных водоема: Намиш – Нур, Зурбат – Нур, Саган – Терем и Шара – Нур. Выбор этих озер обоснован различной степенью их минерализации, гидрохимического состава и местом расположения (оз. Шара – Нур, например, расположено на о. Ольхон). Для всех выше перечисленных водоемов были рассчитаны межсезонные и межгодовые показатели структурообразующего комплекса.

Структурообразующий комплекс Тажеранских солоноватых и соленых озер составляют как галлофилы A. salinus, D. magnа, M. mongolica, так и эвригалинные виды A. denticornis, K. quadrata, K. valga, R. frontalis, B. urceus, S. vetulus, F. longiseta, B. qudridentatus brevispinus.

В оз. Намиш-Нур основу биомассы зоопланктона определяют ракообразные A. salinus (70 %) и D. magna (10 %). При относительно большой численности коловраток (60 %) биомасса и продукция создаваемая ими были не велики (3 – 17 %). В оз. Зурбат-Нур по численности и биомассе ведущее место с июня по сентябрь занимает веслоногий рачок A. salinus (72 % и 85 %). Относительная доля в общей численности зоопланктона в период открытой воды ветвистоусого рачка D. magna варьирует от 7 до 19 %. Из веслоногих по численности в оз. Саган-Терем доминирует галлофил A. salinus. Так, в 2002 г. от общей численности всего зоопланктона 50 % приходилось на этого рачка, а в 2003 г. только не более 20 %. Численность D. magna напротив в 2003 г. была немногим выше, чем в предыдущий год (28 и 32 %, соответственно). Основу численности и биомассы зоопланктона в оз. Шара-Нур создавал A. denticornis, особенно велики его значения были в июле (60 %).