Влияние факторов среды обитания на видовое разнообразие и количественное развитие зообентоса Невской губы

Е.В. Балушкина и М.С. Голубков

Труды Зоологического института РАН, 2018, 322(1): 50–65 · https://doi.org/10.31610/trudyzin/2018.322.1.50

Резюме

В работе проанализированы данные по прозрачности воды, первичной продукции планктона, деструкции органических веществ, концентрации хлорофилла а, общего фосфора, общей и органической взвеси, таксономического состава, видового богатства, видового разнообразия и количественных характеристик донных животных, собранных в Невской губе в ходе летних экспедиций 2003–012 гг. Методом пошагового восхождения рассчитаны уравнения со свободной константой. С помощью мультирегрессионного анализа оценено влияние биотических и абиотических факторов на структурные и функциональные характеристики сообществ донных животных в Невской губе. Период исследований сопровождался возрождением промышленности г. Санкт-Петербурга, строительством портов и активизацией судоходства, строительством Морского фасада, завершением строительства комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга, строительством морского многофункционального перегрузочного комплекса (ММПК) "Бронка" и подходного к нему фарватера. Результаты статистического анализа показали, что с увеличением концентрации хлорофилла а и первичной продукции в Невской губе индекс видового разнообразия и число видов донных животных достоверно снижались. Анализ факторов влияющих на значения биомассы и продукции сообществ донных животных показал, что эти характеристики возрастали с увеличением концентрации хлорофилла. В период антропогенного стресса 2006–007 гг. существующие связи структурных характеристик зообентоса и функциональных биотических характеристик Невской губы были полностью разрушены. Восстановительный период 2008–012 гг. сопровождался увеличением видового богатства и видового разнообразия зообентоса до уровня, наблюдаемого до антропогенного стресса.

Ключевые слова

антропогенное воздействие, эвтрофирование, биоразнообразие, зообентос

Поступила в редакцию 20 декабря 2017 г. · Принята в печать 14 февраля 2018 г. · Опубликована 23 марта 2018 г.

Литература

Alekin O.A. 1954. Chemical analysis of inland waters. Gidrometeoizdat, Leningrad, 200 p. [In Russian].

Alimov A.F. 2000. Elements of the theory of functioning of aquatic ecosystems. Nauka, Saint Petersburg, 148 p. [In Russian].

Alimov A.F., Bogatov V.V. and Golubkov S.M. 2014a. Productive Hydrobiology. Nauka, Saint Petersburg, 345 p. [In Russian].

Alimov A.F. and Golubkov M.S. 2014b. Lake eutrophication and community structure. Inland Water Biology, 3: 5–12. [In Russian]. https://doi.org/10.1134/S1995082914030031

Balushkina E.V. 2009. Assessment of the Neva estuary ecosystem state on the basis of the structural characteristics of zoobenthos communities in 1994-2005. Inland Water Biology, 2(4): 355–363. [In Russian]. https://doi.org/10.1134/S1995082909040105

Balushkina E.V. 2011. Assessment of water quality and ecological state of water bodies and watercourses in the north-west of Russia on the characteristics of benthic communities. In: Questions of ecological rationing and development of a system for assessing the state of water bodies. Scientific Council of the Russian Academy of Sciences for Hydrobiology and Ichthyology, Institute of Ecology and Evolution of the Russian Academy of Sciences A.N. Severtsova, Moscow: 69–101. [In Russian].

Balushkina E.V. 2012. Using of the integrated index for the assessment of the state of biodiversity and water quality. In: Alimov A.F. and Golubkov S.M. (Eds.). Dynamics of biodiversity and bioresources of inland waters. Nauka, Saint Petersburg: 243–258. [In Russian].

Balushkina E.V. Golubkov S.M., Golubkov M.S. and Maksimov A.A. 2008a. The role of anthropogenic factors in the dynamics of zoobenthic communities. In: Alimov A.F.and Golubkov S.M. (Eds.). Ecosystem of the Neva River estuary: biodiversity and ecological problems. KMK Press, Moscow: 356–371. [In Russian].

Balushkina E.V., Maksimov A.A. and Golubkov S.M. 2008b. Zoobenthos of the open waters of the Neva River estuary. In: Alimov A.F and Golubkov S.M. (Eds.) Ecosystem of the Neva River estuary: biodiversity and ecological problems. KMK Press, Moscow: 156–184. [In Russian].

Balushkina E.V., Golubkov S.M., Golubkov M.S., Litvinchuk L.F. and Shadrin N.V. 2009. Effect of abiotic and biotic factors on the structural and functional organization of the saline lakes of the Crimea. Journal of general biology, 70(6): 504–514. [In Russian].

Balushkina E.V., Maksimov A.A. and Golubkov S.M. 2012. The impact of anthropogenic factors on the biodiversity of zoobenthos communities on the example to the Neva Estuary. In: Alimov A.F. and Golubkov S.M. (Eds.). Dynamics of biodiversity and bioresources of the Inland waters. Nauka, Saint Petersburg: 167–175. [In Russian].

Boulion V.V. 1994. Patterns of primary production in limnetic ecosystems. Nauka, Saint Petersburg, 222 p. [In Russian].

Chichkova E.F. and Itkin M.I. 2007. Analysis of the high turbidity using satellite systems NOAA, TERRA in the areas of the Neva and the Luga Bays (Gulf of Finland ).VIII International Ecological Forum "Baltic Sea Day". Abstracts book. "Dialog Publishing", Saint Petersburg: 123. [In Russian].

Denisenko S.G. 2007. Zoobenthos of the Barents Sea in the face of changing climate and anthropogenic impact. In: Dynamics of marine ecosystems and conditions for the formation of the biological potential of the seas. Dal'nauka, Vladivostok: 418–511. [In Russian].

Denisenko S.G. 2013. Biodiversity and bioresources of macrozoobenthos in the Barents Sea. Structure and Long-Term Changes. Nauka, Saint Petersburg, 283 p. [In Russian].

Eremina T.R., Khaimina O.V., Isaev A.V., Lange E.K., Ershova A.A., Maximov A.A., Zaytsev V.M. and Markovets I.M. 2009. Assessment of environmental state of the eastern part of the Gulf of Finland and the Neva Bay on the basis of monitoring held in 2008. X International Environmental Forum “Baltic Sea Day”. Theses collection. Maxi-Print, Saint Petersburg: 225–226. [In Russian].

Freshwater biomonitoring and benthic macroinvertebrates.1993. Chapman and Hall, New-York – London: Routledge, 488p.

Golterman H.L. 1969. Methods for chemical analysis of freshwaters. In: IBP Handbook. No 8. Blackwell Scientific Publ., Oxford–Edinburgh, 270 p.

Golubkov M.S., Golubkov S.M. and Umnova L.P. 2008. Role of sedimentation and resuspension of particulate matter in fluctuations of trophic status of the Neva Estuary. Proceedings of US/EU-Baltic 2008 International symposium “Ocean observation, ecosystem-based management and forecasting, 27-29 May 2008, Tallinn, Estonia. Library of congress of USA: № 2008902075, ISBN: 978-1-4244-2268-5, IEEE Catalog Number: CFP08AME-CDR. https://doi.org/10.1109/BALTIC.2008.4625559

Golubkov M.S. 2009. Primary production of the Neva estuary at the turn of the XX–XXI century. Inland water biology, 4: 20–26. [In Russian]. https://doi.org/10.1134/S199508290904004X

Golubkov S.M. and Alimov A.F. 2010. Ecosystem changes in the Neva Estuary (Baltic Sea): Natural dynamics or response to anthropogenic impacts? Marine Pollution Bulletin, 61: 198–204. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2010.02.014

Golubkov S.M., Balushkina E.V., Golubkov M.S. and Litvinchuk L.F. 2012. Functioning, biodiversity and bioresources of ecosystems of shallow saline lakes In:Alimov A.F. and Golubkov S.M. (Eds.). Dynamics of biodiversity and bioresources of the Inland waters. Nauka, Saint Petersburg: 101–112. [In Russian].

Golubkov S.M., Balushkina E.V., Rybalko A.E., Berezina N.A., Maximov A.A., Gubelit Yu.I. and Golubkov M.S. 2012. Quality of water and bottom deposits in the Russian part of the Gulf of Finland by hydrobiological indices. XII International Environmental Forum «Baltic Sea Day». Thesis collection. Tsvetprint, Saint Petersburg: 311–312.

Golubkov S.M., Golubkov M.S., Nikulina V.N. and Tiunov A.V. 2017. Long-term changes in primary production and mineralization of organic matter in the Neva Estuary (Baltic Sea). Journal of Marine Systems, 171: 73–80. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2016.12.009

Laane A., Kraav E. and Titova G. 2005. UNEP Global International Waters Assessment. Regional assessment. V. 17. Baltic Sea. University of Kalmar, Kalmar, 85 p.

Lehtoranta J., Heiskanen A.-S. and Pitkanen H. 2004. Particulate N and P characterizing the fate of nutrients along the estuarine gradient of the River Neva (Baltic Sea). Estuarine Coastal and Shelf Science, 61(2): 275–287. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2004.04.016

Neelov I.A. and Umnov A.A. 1997. Model of the ecosystem of the Neva Bay. In: Neva Bay — modeling experience. Borey print, Saint Petersburg: 183–218. [In Russian].

Rybalko A.E., Korneev O.Yu., Ivanov G.I., Fedorova N.K. and Verba M.L. 2007. The state of the geological environment of the Baltic Sea (geological hazards, exogenous processes) in conditions of increasing anthropogenic pressure. XIII International Ecological Forum "Baltic Sea Day". Collection of thesis. Dialog Publ., Saint Petersburg: 323–324. [In Russian]

Sukhacheva L.L. 2012. Analysis of the impact of natural and anthropogenic factors on the dynamics of pollution of the eastern Gulf of Finland by suspended substances according to the data of long-term aerospace observations. XIII International Ecological Forum "Baltic Sea Day". Collection of thesis. Dialog Publ., Saint Petersburg: 120–122. [In Russian].

Shannon С.Е. 1948. A mathematical theory of communication. Bell System Technical Journal, 27: 379–423, 623–656.

Strickland J.D.H., Parsons T.R. 1968. A practical handbook of seawater analysis. Journal of the Fisheries Research Board of Canada, 167(7): 1–311.