Результаты мониторинга зоопланктона Северного Каспия в условиях сейсморазведки

Исследовалось воздействие сейсмоударов на зоопланктон при инженерно-геологических изысканиях в северо-восточной части Каспийского моря (глубины от 2 до 4 м). Планктон отбирался сетью Джеди в июле -августе 2011 г. по 5 станциям в трёхкратной повторности: фоновый, во время сейсмики и спустя сутки после неё. При фоновых наблюдениях сила ветра не превышала 3.5 м / сек., при последующих усиливалась до 8 и 7м /сек. Повсеместно распространены были коловратки Brachionus quadridentatus hyphalmyros, B.plicatilis rotundiformis, ветвистоусые рачки рода Podonevadne trigona и P. camptonyx, веслоногий рачок Acartia tonsa, науплии усоногих рачков и личинки полихет.

На одной станции из 5 отмечалось равное количество планктона в период «фона» и «сейсмики», при почти полном отсутствии повреждённых особей и невысокой силе ветра.

На трёх станциях присутствовало увеличение численности и массы зоопланктона от 2 до 11 раз в фазу сейсмического воздействия и сильного ветра. Только на одной станции во время сейсмоудара наблюдалось трёх - четырёхкратное снижение количественных показателей сообщества, при значительном их нарастании в последующий период, когда также присутствовал сильный ветер. В среднем для района работ разнообразие и количество животных увеличивалось в период сейсмики и после неё (202 и 172 тыс. экз./м3) относительно фонового состояния (113 тыс. экз./м3). В последние два периода немного выше была и травмируемость беспозвоночных животных (3.2 - 3.7%) относительно фоновой (1,5%), но процент таких особей не превышал известного уровня естественных нарушений (5 - 6 % массы). Индикаторы J3 - сапробной зоны и величины индексов сапробности позволили однозначно характеризовать водную толщу как умеренно загрязнённую по всем этапам.

Выявленная динамика планктона обусловлена более сильной ветровой деятельностью в два последних периода и переносом водных масс с обычно агрегированным зоопланктоном. Связи динамики показателей зоопланктона с сейсмическим воздействием при данном способе наблюдений не найдено.

Экологическое состояние Каспийского моря, особенно его мелководной и продуктивной северной части, вызывает опасение в виду интенсивной антропогенной нагрузки, усиленной разработкой месторождений нефти и газа на шельфе. Каждый этап работ данного проекта сопровождается исследованиями, направленными на выяснение последствий воздействия на биоту, их компенсации или нейтрализации, прогноза снижения возможной степени риска. Результаты наблюдений по каспийскому региону малоизвестны.

Целью данной работы был анализ степени воздействия сейсмики при инженерно - геологических изысканиях на летнее сообщество планктонных беспозвоночных в наиболее продуктивной зоне северо­восточного Каспия.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Наблюдения за зоопланктоном проводились в районе Междуречья рек Кигаш и Урал в июле- августе 2011 г. Пробы зоопланктона отбирались на 5 станциях (глубины от 2.2 до 4.3 м) в трёхкратной повторности. Первые 5 образцов по станциям, фоновые, брались до проведения сейсмических работ, вторые 5 - во время сейсмоударов и последующие 5 - спустя сутки после них.

Сбор и обработка зоопланктона проводились общепринятыми методиками [1]. Зоопланктон отбирался сетью Джеди, тотальным обловом столба воды, с последующей фиксацией 4% формалином. Обработка проб велась под микроскопом в лаборатории гидробиологии КазНИИРХ. Для расчётов индивидуального веса зоопланктёров применялись уравнения линейно- весовой зависимости [2]. С целью определения возможного загрязнения вод органикой выявлялась индикаторная значимость организмов и рассчитывался индекс сапробности по методу Пантле и Букка в модификации Сладечека [3]. На основе последнего поэтапно определялся класс качества вод [1].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Состав зоопланктона в районе исследований в июле - августе 2011 г. был представлен 29 таксонами организмов (табл. 1). Это истинные планктёры: коловратки - 10, ветвистоусые рачки - 4, веслоногие - 5, медузы гидрозой - 3, а также факультативные организмы для водной толщи. В группу последних вошли донные инфузории, фораминиферы, гидры, нематоды, личинки донных животных - двустворчатых моллюсков, червей полихет, усоногих рачков и ракушковые рачки.

Повсеместно распространены по исследованной акватории коловратки B. quadridentatus hyphalmyros, B.plicatilis rotundiformis, ветвистоусые рачки рода Podonevadne, веслоногий рачо A. tonsa, науплии усоногих рачков и личинки полихет (100% встречаемость). Широким распространением по району характеризовались также коловратки K. tropica, B.angularis, F. longiseta, инфузории, веслоногий рачок C. aquaedulcis, кладоцера C. maeoticus hircus (60 - 93%). Примерно в половине проб отмечались личинки моллюсков и коловратки из Collothecidae.

Таксономический состав, частота встречаемости зоопланктёров (%) северо-восточного Каспия, распространение их на станциях 1 - 5 по трём этапам работ и зона сапробности индикаторов (S) в июле - 	августе 2011 г.

Остальные планктёры были второстепенными или редкими по встречаемости. Коловратка T. caspica caspica из последней группы является эндемиком моря. В числе истинных планктёров выявлено 8 индикаторов загрязнения вод органикой. Меньшее разнообразие зоопланктона выявлено на фоновых станциях района, от 10 до 14 таксонов, по сравнению с этапом сейсморазведки, или периодом после неё, от 15 до 19 (табл. 1).

Набор выявленных организмов типичен для летнего планктона Северного Каспия. Количественные показатели зоопланктона в период наблюдений создавали, в основном, группы истинных планктёров -коловраток, ветвистоусых и веслоногих рачков (табл. 2). Дополняли их при незначительной количественной представленности науплии усоногих рачков, личинки моллюсков и медузы гидрозой, суммарно включённые в группу «другие». При фоновом исследовании сообщества, в конце июля, по численности и биомассе заметно доминировали веслоногие рачки с лидером A. tonsa - 80.9 тыс. экз./м3 и 0.31г/м3 (71.6 и 75.6% общих показателей). Субдоминирующей группой были коловратки, с массовым видом B.plicatilis -18.5 тыс. экз./м3 и 0.04 г/м3 (16.4 и 9.8%, соответственно). Доля в ценозе остальных групп минимальна. Лидерство среди ветвистоусых принадлежало P. trigona, среди «других» - науплиям усоногих рачков - только 4.7 и 2.0 % от общей численности, соответственно.

Характеристика структурных показателей зоопланктона и среды обитания организмов по этапам наблюдений летом 2011 г.

Спустя две недели, при сейсмическом воздействии, в среднем по точкам наблюдений на акватории численность всех групп планктёров увеличилась: у коловраток - в 3 раза, у ветвистоусых - в 1.7 раза, у копепод и остальных групп - в 1.3 раза. Суммарная плотность особей сообщества повысилась в 1.8 раза. Доминанты остались теми же, но с возросшими величинами численности и массы: у B.plicatilis - до 62.3 тыс. экз./м3 и 0.13 г/м3 (30.8% и 19.4% суммарных величин) и у A. tonsa - до 101.0 тыс. экз./м3 и 0.36 г/м3 (50.0 и 53.7%).рез сутки после проведения сейсмики показатель численности несколько уменьшился (в 1.2 раза). Меньше стала плотность коловраток (в 1.4 раза), с лидирующим брахионусом (37.1 тыс. экз. /м3 и0.10 г/м3). При этом наблюдалось некоторое повышение численности ветвистоусых, а также «других» групп (в 1.3 раза), при почти стабильном показателе веслоногих. Величины суммарной биомассы и отдельных групп сообщества оказались практически идентичными и наиболее высокими на двух последних этапах наблюдения.

Пределы показателей массы зоопланктона данной акватории оцениваются на уровне среднепродуктивных для неё относительно значений трёх предшествующих лет - от 0.26 до 8.66 г/м3 [4].

Конкретно по станциям указанная динамика была представлена следующим образом.

Станция 1 - численность особей при сейсмике возросла более чем вдвое по сравнению с фоновой, биомасса - почти втрое. Через сутки после воздействия показатель несколько понизился. Количество травмированных особей было низким - при фоновых наблюдениях ниже. В период воздействия сейсмикой и после него отмечался сильный ветер (8 - 7 м/сек.) по сравнению с периодом «фона».

Станция 2 - количество и биомасса планктёров при сейсмоударе снизились в 3,5 - 4 раза по сравнению с фоном, через сутки увеличились в 5 - 6 раз. Травмированных особей меньше при фоне, немного выше - на остальных этапах. В период сейсмики и далее наблюдался сильный ветер (7 - 6,8 м/сек.), при слабом ветре на первом этапе наблюдений.

Станция 3 - в период воздействия численность и масса планктона возросли относительно фона в 9 -11 раз, составляя максимальные величины по сравнению с показателями на остальных точках. Через сутки наблюдалось падение численности беспозвоночных вдвое. Травмированных особей отмечено мало и количество их оказалось выше при фоновом состоянии. По сравнению с фоном присутствовал сильный ветер в период сейсмики и через сутки (5,5 -5 м/сек.).

Станция 4 - почти равные показатели численности и идентичные величины биомассы на этапах «фон» и «сейсмика». Понижение их в 1,5 раза отмечено через сутки. Самое низкое количество травмированных особей на этой станции, при полном их отсутствии в период сейсмики. Практически равная сила ветра на первом и втором этапах наблюдений (3,5 и 3,8 м/сек.), при усилении на последнем (5 м/сек.).

Станция 5 - показано тройное повышение количества и массы особей в период сейсмики относительно фона и понижение показателей в 1,3-1,4 раза через сутки после воздействия. Травмированные особи отсутствовали. Скорость ветра была почти равной на первых двух этапах (3,3 и 3,5 м/сек.), при значительном усилении на последнем (6,2 м/сек.).

Характер травмируемости был идентичным по всем этапам и выражался следующим образом. Это сплющенность тела науплиев, первых стадий развития веслоногого рачка A. tonsa, деформация нежного панциря коловратки B.plicatilis. Реже отмечался облом заднего шипа у коловраток Keratella, 1 антенны и щетинок фурки у A. tonsa, смятость всего панциря и сжатость выводковой камеры у ветвистоусых р. Podonevadne. В единственном случае присутствовала оторванность рогов у кладоцеры Cornigerius и разрыв панциря коловратки р. Brachionus.

На всех этапах наблюдений отмечалось незначительное количество травмированных особей, максимальное их количество от общей численности не превышало 3.7% (табл. 2), то есть уровня естественных фоновых нарушений. Известно, что такие величины составляют примерно 5 - 6 % отхода биомассы в нормальных условиях морской среды и 13 % - при наличии в ней сероводорода [5].

Повсеместное обитание зоопланктёров, индикаторов P - сапробной зоны, позволило характеризовать однозначно водную толщу района исследований на всех этапах как умеренно загрязнённую, III класса, в соответствии с классификатором качества вод [1].

Таким образом, при анализе состояния летнего зоопланктона в период сейсморазведки установлено следующее.

На всех точках минимальное число видов отмечено при фоновых наблюдениях относительно этапов сейсмического воздействия и после него, в условиях усиления ветровой деятельности.

На одной станции из 5 (№ 4) отмечено равное количество планктона в период «фона» и «сейсмики», при почти полном отсутствии повреждённых особей и невысокой силе ветра. На трёх станциях (№ 1, 3, 5) присутствовало увеличение численности и массы зоопланктона от 2 до 11 раз в фазу сейсмического воздействия и сильного ветра. Только на одной станции (№ 2) во время сейсмоудара наблюдалось трёх -четырёхкратное снижение количественных показателей сообщества, при значительном их нарастании в последующий период, когда также присутствовал сильный ветер.

В среднем для района работ количество животных увеличивалось в период сейсмики и после неё относительно фонового состояния. В последние два периода немного выше была и травмируемость беспозвоночных животных, но процент таких особей не превышал известного уровня естественных нарушений. Выявленная динамика обусловлена более сильной ветровой деятельностью в эти периоды и переносом водных масс с обычно агрегированным зоопланктоном.

Закономерной динамики показателей зоопланктона в связи с сейсмическим воздействием не выявлено при данном способе наблюдения.

 

ЛИТЕРАТУРА

  1. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений.- Л.: Гидрометеоиздат.- 1983.- 240 с.
  2. Балушкина Е.В., Винберг Г.Г. Зависимость между массой и длиной тела у планктонных животных // Общие основы изучения водных экосистем.- Л.: Наука.- 1979.- С. 169-172.
  3. Унифицированные методы исследования качества вод // Методы биологического анализа вод. - М.: СЭВ, 1975. - Ч.3. - 176 с.
  4. Шарапова Л.И. Характеристика зоопланктона казахстанской акватории Каспийского моря в 2008 - 2010 гг. // Материалы IV межд. научно-практ. конф. «Проблемы сохранения экосистемы Каспия в условиях освоения нефтегазовых месторождений». Астрахань: КаспНИРХ. - 2011.- С. 269 - 274.
  5. Куликов А.С. Содержание мёртвых копепод в планктоне открытых районов Балтийского моря в мае - июле 1987 г. // Исследование
  6. экосистемы Балтийского моря. Л.- 1990.-Вып. 3.- С.128 - 135.
Фамилия автора: Л.И. Шарапова
Год: 2012
Город: Алматы
Категория: Экология
Яндекс.Метрика