Влияние солености и биогенной нагрузки на экосистемы ряда озер юга Сибири

Abstract

Соленость во многом определяет видовое разнообразие и структуру трофической цепи озерных экосистем. Большое количество работ было посвящено исследованию толерантности различных видов планктона к солености. Последствия модификаций звеньев трофической цепи для функционирования экосистемы рассматривают реже. Удобным объектом для таких исследований являются близкорасположенные озера различной солености. Мы провели отбор проб в период летней стратификации и проанализировали физико-химические и биологические характеристики 20 озер (общее количество растворенных солей от 0,1 до 35 г/л) на юге Сибири с целью общего описания экосистем и проверки ряда гипотез о влиянии солености на структуру трофической цепи. Анализ выявил два ключевых фактора, оказывающих влияние на экосистемы исследованных озер. Видовой состав зоопланктона определялся соленостью с уменьшением числа видов и трансформацией сообщества от разнообразного сообщества зоопланктона (солености до 3 г/л) к доминированию крупных дафний (3–8 г/л), копепод (> 8 г/л), мелких ветвистоусых и коловраток (20–30 г/л) и артемий (> 30 г/л). Верхнее трофическое звено (рыбы) элиминировалось при солености выше 10 г/л. Биомасса зоопланктона не зависела от солености, но возрастала в озерах с увеличенной биогенной нагрузкой. Биогенная нагрузка также достоверно влияла на содержание общего фосфора в воде, мутность и прозрачность воды, концентрацию хлорофилла «а». Таким образом, зафиксирован структурирующий эффект биогенной нагрузки (bottom-up- контроль) на биомассу звеньев трофической цепи и показатели прозрачности воды, тогда как соленость трансформировала трофическую цепочку сверху, приводя к исчезновению рыб и смене доминирующих видов зоопланктона. При этом соленость не влияла на биомассу звеньев трофической цепи. По всей видимости, чтобы обнаружить каскадные эффекты в экосистемах соленых озер, требуется провести сравнительный анализ сезонных динамик развития экосистем озер различной солености

Salinity largely determines the species diversity and structure of the food web in lake ecosystems. Many studies have been focused on the salinity tolerance of various plankton species. There are fewer studies investigating the modifications in the food web interactions under the effect of salinity. An appropriate system for such studies is closely located lakes of different salinity. We took samples during the summer stratification and analyzed the physicochemical and biological characteristics of 20 lakes (salinity 0.1-35 g/l) in southern Siberia in order to provide general description of this system and to test a number of hypotheses about the effect of salinity on the structure of the food web. The analysis revealed two key factors structuring ecosystems of the studied lakes. The species composition of zooplankton was determined by salinity, with a decrease in the number of species and the transformation of the community from a diverse community of zooplankton (salinity up to 3 g/l) to the dominance of large daphnia (3-8 g/l), copepods (> 8 g/l), small cladocerans and rotifers (20-30 g/l), and Artemia (> 30 g/l). The top predator (fish) was eliminated at salinity above 10 g/l. The biomass of zooplankton did not depend on salinity, but significantly increased in lakes with an increased nutrient load. The nutrient load also had a significant effect on the concentration of total phosphorus, turbidity and transparency of water, and the concentration of chlorophyll “a”. Thus, we recorded the structuring effect of the nutrient load (bottom-up control) on the biomass of the trophic levels and the parameters of water transparency, while salinity transformed the trophic chain from the top, leading to the disappearance of fish and a change in the dominant species of zooplankton. At the same time, salinity did not affect the biomass of the trophic levels. In order to detect top-down effects in the ecosystems of saline lakes, it is necessary to perform a comparative analysis of the seasonal dynamics of ecosystems of lakes with different salinity