№ 1 (2024)

По данным комплексных экологических исследований, которые регулярно проводят на шести стандартных станциях Рыбинского водохранилища с середины ХХ в., проанализирована направленность изменений элементов экосистемы водохранилища, связанных с глобальными климатическими событиями. За период потепления климата, начавшийся в 1977 г. и продолжающийся в XXI в., температура воздуха в теплый сезон увеличилась на 0.9°С, температура воды ‒ на 1.4°С, среднегодовой приток — на 7.5%, продолжительность безледного периода — на две недели. Отмечено увеличение электропроводности и цветности воды, снижение прозрачности. При значительных межгодовых вариациях биологических характеристик в XXI в. численность бактериопланктона выросла в 1.7 раза, бактериальной продукции — вдвое. Содержание хлорофилла увеличилось в 1.4 раза, чаще стали отмечаться величины >15 мкг/л, отражающие эвтрофное состояние водохранилища. В биомассе фитопланктона выросла доля мелкоклеточных форм. Общая численность фитопланктона увеличилась за счет развития цианобактерий, формирующих продолжительный летний максимум в сезонной динамике сообщества. Рост минерализации воды способствовал прогрессивному распространению чужеродных солоновато-водных видов водорослей. Биомасса зоопланктона выросла в 2.5 раза. Рост численности ракообразных (кладоцер — в 1.6 раза, копепод — в 1.9 раза) вызвал изменение структуры зоопланктона и формирование мощного позднелетнего пика биомассы. Интенсификация гидробиологических процессов отчетливо проявилась после аномально жаркого 2010 г., условия которого не только стимулировали развитие планктонных сообществ, но и способствовали формированию дефицита кислорода в придонных слоях. Потепление существенно трансформировало экосистему Рыбинского водохранилища, интенсифицировало процессы эвтрофирования и ухудшило качество воды. Изменение гидрометеорологических характеристик вышло за пределы мягкого сценария потепления климата.

На основе анализа многолетних (2001–2020 гг.) данных проанализирована динамика первичной продукции и обилия фитопланктона (по концентрации хлорофилла а) в лагунной экосистеме Вислинского залива при значительных экосистемных изменениях. Многолетняя динамика характеризовалась увеличением первичной продукции до гипертрофного уровня (>450 г С/(м² · год)) в 2006–2010 гг. После массового развития двустворчатого моллюска-фильтратора Rangia cuneata первичная продукция 2011–2020 гг. сохранилась на гипертрофном уровне, несмотря на значительные изменения в фитопланктоне. Средняя годовая первичная продукция в 2001–2020 гг. была на 60% выше, чем в 1974–1976 гг. Первичная продукция превышает минерализацию органического вещества в воде в среднем на 60%, что ведет к вторичной эвтрофикации залива, а также загрязнению Балтийского моря.

Представлены результаты летних исследований фито- и зоопланктона аквальных систем техногенного происхождения, расположенных на территории Забайкальского края. Отмечено низкое видовое богатство и значительный размах количественных показателей гидробионтов. Показана смена основных структурообразующих таксонов в градиенте рН. Выявлены факторы среды, определяющие состав и структуру планктонных сообществ.

Приведены результаты изучения биомассы фитопланктона в разных районах оз. Байкал по данным пятнадцати экспедиций, проводившихся в период позднего лета с 1994 по 2013 гг. Проанализированы пространственное распределение и межгодовая динамика биомассы фитопланктона в пелагиали озера. Показано, что общая биомасса фитопланктона в период позднего лета невысока. Ее среднее многолетнее значение для всей открытой части озера достигает 169 ± 5 мг/м³. В Южной котловине оз. Байкал биомасса фитопланктона распределена относительно равномерно, в средней и северной котловинах более высокая — у восточного берега. Не выявлено значительных различий по биомассе позднелетнего фитопланктона в южной и средней котловинах озера. В северной котловине средняя многолетняя биомасса фитопланктона достоверно ниже, чем в двух других котловинах. В многолетней динамике не установлено достоверного повышения биомассы позднелетнего фитопланктона ни в одном из районов озера. Связь общей биомассы фитопланктона с температурой воды слабая.

Впервые изучено изменение показателей фитопланктона по длине р. Урал от г. Верхнеуральск до г. Оренбург (на участке >1000 км). Выявлено мощное эвтрофирующее воздействие г. Магнитогорск на реку на протяжении >150 км. Биомасса фитопланктона на данном участке сильно возрастает, составляя в среднем ~15 мг/л (при доминировании цианобактерий Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing, показатель видового разнообразия (индекс Шеннона), наоборот, снижается до экстремально низкого значения 0.25. Это свидетельствует о существенном угнетении планктонного сообщества и ухудшении качества воды. В р. Урал выше данного участка (от г. Верхнеуральск до Магнитогорского водохранилища), а также ниже его (от г. Орск до г. Оренбург) биомасса составляет 1.6–1.7 мг/л, индекс Шеннона – 3.3–3.5 (в среднем для каждого участка), т.е. условия существования планктона на верхнем и нижнем участках благоприятны. При этом участки различаются по составу водорослей: на верхнем участке доминируют диатомовые, на нижнем – преимущественно зеленые. Возможно, это связано с географическими факторами: на севере р. Урал протекает в лесостепной зоне, к югу переходит в степную.

В экспериментальных условиях, имитирующих вспышки численности фитопланктона, исследованы импульсное питание и рост черноморского штамма динофлагеллят Oxyrrhis marina (Dujardin, 1841) (OXY–IBSS), ESD (эквивалентный сферический диаметр) 23.5 ± 3.1 мкм). В качестве пищевых объектов использовали микроводоросли Phaeodactylum tricornutum (P, ESD 3.4 ± 0.3 мкм); Isochrysis galbana (I, ESD 3.7 ± 0.4 мкм); Tetraselmis suecica (T, ESD 6.1 ± 0.9 мкм); Rhodomonas salina (R, 7.4 ± 0.7 мкм) в виде однокомпонентных и трехкомпонентных суспензий. Концентрации микроводорослей (~10⁶ кл./мл для T и R; до ~4 × 10⁶ кл./мл для P и I) выбирали так, чтобы обеспечить их равные биомассы в пищевой смеси при общей биомассе ~0.02 мкг C/мкл в начале эксперимента. В условиях ad libitum максимальные скорости осветления среды OXY–IBSS достигали 0.1–0.5 мкл экз./сут, а скорости потребления микроводорослей — 34–44 кл./(экз. · ч) для P и I и 2–11 кл./(экз · ч) для R и T соответственно. Скорость потребления микроводорослей в единицах углерода была достоверно выше при питании I (3.9 нг С/(экз. · сут)) и достоверно ниже — при питании смесью микроводорослей TRP (1.5 нг С/(экз. · сут)). Максимальная численность OXY–IBSS, достигаемая в течение 3–4 сут (к моменту снижения концентрации микроводорослей ниже пороговых), варьировала от 19 × 10³ экз./мл (P) до 43×10³ экз./мл (I). В отсутствие пищи динофлагелляты Oxyrrhis marina переходили к каннибализму, и в течение четырех суток происходили осциллирующие колебания их численности в пределах 50%. Хотя удельная скорость роста численности популяции (µ, сут^-1) OXY–IBSS оказалась выше при питании мелкоразмерными клетками (~2 сут^-1 при питании I), эффективность использования пищи на рост (GGE) оказалась значимо выше при питании крупноразмерными микроводорослями (26–29% vs 14–15%). При более низких суточных рационах в условиях питания смесью TRP динофлагелляты OXY–IBSS имели значимо более высокие GGE (41%) по сравнению с другими пищевыми условиями. Стратегия питания оппортунистического хищника O. marina разнообразной (по размерным и хемотаксономическим характеристикам) смесью жертв заключается в гибком выборе между высокой удельной скоростью численности популяции или высокой эффективностью использования пищи, что, по-видимому, дает популяциям этого вида преимущества перед другими протистами в условиях импульсного “цветения” нанопланктона.

В конце лета — начале осени 2020–2021 гг. исследован зоопланктон восьми водохранилищ р. Волги. Общая биомасса снижалась от 0.8–1.6 г/м³ сырой массы в Верхней Волге до 0.1–0.2 г/м³ в Нижней Волге. В акватории водохранилищ обилие зоопланктона достигало максимума 3.3 г/м³ в устьевых областях притоков. Кладоцера Daphnia galeata и копепода Mesocyclops leuckarti формировали основу биомассы (45–84%) большинства водохранилищ. В Волгоградском водохранилище преобладали кладоцеры Chydorus sphaericus и Bosmina cf. longispina (в сумме 43%), ниже плотины Волжской ГЭС — коловратки (56%) и копеподы Heterocope caspia (18%). Среди чужеродных видов доминировали копеподы Thermocyclops taihokuensis (локально >90% биомассы) и Acanthocyclops americanus (>35%). Обилие зоопланктона отрицательно коррелировало с суточным притоком воды и положительно с температурой воды.

Исследован зоопланктон пойменных водоемов Средней Оби, расположенных на различном удалении от основного русла реки. Показано, что в водоемах поймы развитие летнего комплекса зоопланктона начинается одновременно с прохождением паводка, в летние месяцы в них отмечено наибольшее видовое разнообразие и наибольшая биомасса. Чем чаще происходит заполнение водоема полыми водами, тем выше в нем видовое разнообразие и численность зоопланктона. Выявлены факторы, статистически значимо определяющие развитие зоопланктона в пойменных водоемах: частота затопления, температура воды, содержание органических веществ и для ряда таксонов — газовый режим. Подтверждено, что зоопланктон пойменных водоемов значимо отличается от сообществ материнской реки и от озер надпойменной террасы значительным фаунистическим разнообразием, повышенным видовым богатством и специфической видовой структурой.

Представлены данные о видовом разнообразии и пространственном распределении ихтиопланктона в шельфовых и глубоководных акваториях северной части Черного моря у Крымского полуострова и берегов Кавказа в условиях пролонгирования летнего гидрологического сезона 2020 г. на сентябрь–октябрь. Cохранение осенью характерных для летнего нерестового сезона высоких поверхностных температур способствовало продолжению результативного нереста тепловодных рыб. В ихтиопланктоне идентифицировано 19 видов рыб из 12 семейств. Максимальная численность икры была 302 экз./м², личинок — 58 экз./м². Доминировали икра и личинки массового промыслового вида Engraulis encrasicolus (L., 1758), чьи доли в общей численности достигали 91.8 и 79.0% соответственно. Наибольшее скопление ихтиопланктона наблюдали в районах с минимальной динамической активностью и максимальным прогревом воды в пределах, характерных для летнего гидрологического сезона прибрежно-шельфовых квазистационарных антициклонических вихрей.