Планктонные сообщества системы река «Преголя – Вислинский залив – Калининградский морской канал (КМК) – Балтийское море»

А.С. Семенова и О.А. Дмитриева

Труды Зоологического института РАН, 2023, 327(3): 430–450 · https://doi.org/10.31610/trudyzin/2023.327.3.430

Резюме

Видовой состав, численность и биомасса, трофические взаимоотношения фитопланктона и зоопланктона, а также доля мертвых особей в зоопланктоне были исследованы в водной системе «р. Преголя – Калининградский морской канал (КМК) – Вислинский залив – Балтийское море» в июле, августе и октябре. В фитопланктоне в период исследований было обнаружено 173, в зоопланктоне – 73 таксона. Наибольшим разнообразием планктонные сообщества характеризовались в летний период, к осени оно снижалось. Максимальное число таксонов как для, фито-, так и для зоопланктона было отмечено в Вислинском заливе и КМК, минимальное – в Балтийском море. В фитопланктоне летом выделялось 3 сообщества, в зоопланктоне – 4, осенью выделялось по 3 сообщества как в фито-, так и в зоопланктоне. Сообщества были приурочены к акваториям с различной соленостью: р. Преголя, КМК и Вислинский залив, Балтийское море. Доминирующий комплекс видов на станциях отличался, виды преимущественно пресноводного комплекса отмечены в Преголе, виды солоноватоводного комплекса были характерны для Вислинского залива, морской комплекс видов был выявлен на станциях пролива и в Балтийском море. Максимальный уровень количественного развития планктонных сообществ, как летом, так и осенью отмечался в КМК и Вислинском заливе (биомасса фитопланктона варьировала от 1.19 г/м³ до 11.89 г/м³; биомасса зоопланктона изменялась от 305 мг/м³ до 1801 мг/м³), где для их развития складывались наиболее оптимальные условия, такие как повышенное содержание биогенных элементов и максимальный прогрев воды. В р. Преголя и Балтийском море, как летом, так и осенью количественные показатели планктонных сообществ были ниже (биомасса фитопланктона варьировала от 0.16 г/м³ до 2.50 г/м³; биомасса зоопланктона изменялась от 34 мг/м³ до 248 мг/м³). Наиболее напряженные трофические взаимоотношения в планктонном сообществе складывались в летний период в Балтийском море, оптимальные – в КМК и Вислинском заливе. Доля мертвых особей в зоопланктоне изученной системы в оба сезона была максимальна в зоне с критической для гидробионтов соленостью и высокой турбулентностью (КМК, морском проливе и на выходе из него).

Ключевые слова

Балтийское море, биомасса, Вислинский залив, зоопланктон, Калининградский морской канал, река Преголя, сообщества, фитопланктон

Поступила в редакцию 6 февраля 2023 г. · Принята в печать 14 августа 2023 г. · Опубликована 25 сентября 2023 г.

Литература

Alimov A.F. and Golubkov S.M. (Eds). 2008. Ecosystem of the Neva River estuary: Biodiversity and ecological problems. KMK, Moscow, 477 p. [In Russian].

Andronikova I.N. 1996. Structural and functional organization of zooplankton in lake ecosystems of different trophic types. Nauka, Saint Petersburg, 189 p. [In Russian].

Bickel S.L., Hammond J.D.M. and Tang K.W. 2011. Boat-generated turbulence as a potential source of mortality among copepods. Journal of Experimental Marine Biology: Ecology, 401: 105–109. https://doi.org/10.1016/j.jembe.2011.02.038

Clarke K.R. and Gorley R.N. 2006. PRIMER, v. 6: User Manual – Tutorial. Plymouth Marine Laboratory, Plymouth, 190 p.

Crippen R.W. and Perrier J.L. 1974. The use of neutral red and Evans blue for live / dead determination of marine plankton. Stain Technology, 49(2): 97–104. https://doi.org/10.3109/10520297409116949

Dmitrieva O.A. 2009. Phytoplankton of the Kaliningrad Sea Canal. In: V.A. Sushin, P.P. Chernyshkov, E.M. Gerber, Ch.M. Nigmatullin, E.I. Alekseeva, I.A. Polishchuk, N.M. Timoshenko and N.A. Nazarov (Eds). AtlantNIRO commercial and biological research in 2006–2007. Vol. 1. Baltic Sea and bays. AtlantNIRO Publishing House, Kaliningrad: 166–176. [In Russian].

Dmitrieva O.A. 2017. Investigation of regularities of spatio-temporal changes in structural and quantitative indicators of phytoplankton in various areas of the Baltic Sea. Abstract of the candidate of biological sciences thesis. VNIRO, Kaliningrad, 24 p. [In Russian].

Dmitrieva O.A. and Semenova A.S. 2012. Seasonal dynamics and trophic interactions of phytoplankton and zooplankton in the Vistula Lagoon of the Baltic Sea. Oceanology, 52(6): 785–789. https://doi.org/10.1134/S0001437012060033

Elliott D.T. and Tang K.W. 2009. Simple staining method for differentiating live and dead marine zooplankton in field samples. Limnology and Oceanography Methods, 7: 585–594. https://doi.org/10.4319/lom.2009.7.585

Ezhova E.E. (Ed.). 2013. Biological communities of the Pregolya River (Vistula Lagoon basin, Baltic Sea). Smartbooks, Kaliningrad, 246 p. [In Russian].

Gasiūnaitė Z.R. 2000. Coupling of the limnetic and brackishwater plankton crustaceans in the Curonian Lagoon (Baltic Sea). International Review of Hydrobiology, 85(5–6): 653–661. https://doi.org/10.1002/1522-2632(200011)85:5/6<653::aid-iroh653>3.0.co;2-w

Gordeev V.V. and Lisitsyn A.P. 2014. Geochemical interaction of freshwater and marine hydrospheres. Geology and Geophysics, 55(5–6): 721–744. [In Russian]. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2014.05.004

Guiry M.D. and Guiry G.M. 2022. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. Available from: http://www.algaebase.org (accessed 22 January 2023).

Haney J.F. and Hall D.J. 1973. Sugar-coated Daphnia: A preservation technique for Cladocera. Limnology and Oceanography, 18(2): 331–333. https://doi.org/10.4319/lo.1973.18.2.0331

Harris R.P., Wiebe P.H., Lenz J., Skjoldal H.R. and Huntley M. (Eds). 2000. ICES Zooplankton Methodology Manual. Academic Press, San Diego, 684 p.

Hernroth L. (Ed.). 1985. Recommendations on methods for marine biological studies in the Baltic Sea. Mesozooplankton biomass assessment. Vol. 10. The Baltic Marine Biologists, Uppsala, 32 p.

ITIS 2023. Integrated Taxonomic Information System. Available from: https://www.itis.gov/ (accessed 24 January 2023).

Karpowicz M., Kornijów R. and Ejsmont-Karabin J. 2023. Not a good place to live for most, but excellent for a few – diversity of zooplankton in a shallow coastal ecosystem. Sustainability, 15(3): 2345. https://doi.org/10.3390/su15032345

Khlebovich V.V. 1974. Critical salinity of biological processes. Nauka, Leningrad, 235 p. [In Russian].

Kocheshkova O.V. and Matviy S.G. 2009. Distribution of Streblospio benedicti (Webster, 1879) and Manayunkia aestuarina (Bourne, 1883) (Annelida: Polychaeta) in the Vistula Lagoon of the Baltic Sea. Inland Water Biology, 2: 327–335. https://doi.org/10.1134/S1995082909040063

Krechik V., Krek A., Bubnova E. and Kapustina M. 2020. Mixing zones within the complex transitional waters of the Baltic Sea Vistula Lagoon. Regional Studies in Marine Science, 34: 101023. https://doi.org/10.1016/j.rsma.2019.101023

Kulikov A.S. 1990. The content of dead copepods in the plankton of the open areas of the Baltic Sea in May–July 1987. In: A.V. Tsyban (Ed.). Research of the Baltic Sea Ecosystem. Vol. 3. Hydrometeoizdat, Leningrad: 128–135. [In Russian].

Lange E.K. 2014. Evaluation of phytoplankton productivity in the lower reaches of the Pregolya River. Izvestiya KSTU, 32: 153–161. [In Russian].

Lisitsyn A.P. 1994. Marginal filter of the oceans. Oceanology, 34(5): 735–747. [In Russian].

Lukashin V.N., Krechik V.A., Klyuvitkin A.A. and Starodymova D.P. 2018. Geochemistry of suspended particulate matter in the marginal filter of the Pregolya River (Baltic Sea). Oceanology, 58: 856–869. https://doi.org/10.1134/S0001437018060097

Mikhailov V.N. and Gorin S.L. 2012. New definitions, zoning and typification of the mouth areas of rivers and their parts – estuaries. Water Resources, 39(3): 243–257. https://doi.org/10.1134/S0097807812030050

Mordukhay-Boltovskoy F.D. (Ed.). 1975. Methodology for studying biogeocenoses of inland water bodies. Nauka, Moscow, 240 p. [In Russian].

Mosharov S.A., Mosharova I.V., Dmitrieva O.A., Semenova A.S. and Ulyanova M.O. 2022. Seasonal variability of plankton production parameters as the basis for the formation of organic matter flow in the southeastern part of the Baltic Sea. Water, 14(24): 4099. https://doi.org/10.3390/w14244099

Naumenko E.N. 2008. Species composition of zooplankton in the Curonian and Vistula lagoons of the Baltic Sea. Proceedings of the Zoological Institute of the Russian Academy of Sciences, 312(1/2): 155–164. [In Russian]. https://doi.org/10.31610/trudyzin/2008.312.1-2.155

Naumenko E.N. 2010. Structural and functional organization of zooplankton in the Vistula Lagoon of the Baltic Sea. AtlantNIRO, Kaliningrad, 198 p. [In Russian].

Odum Yu. 1975. Fundamentals of ecology. Mir, Moscow, 740 p. [In Russian].

Polunina Ju.Ju. and Stont Zh.I. 2022. Wind effect on zooplankton distribution in the estuary of the Pregolya River (the Baltic Sea basin) after technogenic transformation of its riverbed. Marine Biological Journal, 7(1): 78–92. https://doi.org/10.21072/mbj.2022.07.1.07

Polunina Yu.Yu. and Rodionova N.V. 2017. Characteristics of the zooplankton community. System of the Baltic Sea. Scientific world, Moscow: 258–291. [In Russian].

Polunina Yu.Yu. and Terekhova T.A. 2010. Peculiarities of zooplankton of the lotic system “Pregolya River – Kaliningrad Sea Canal (KMK)”. Izvestiya KSTU, 17: 25–29. [In Russian].

Polunina Yu.Yu., Gerb M.A., Lange E.K., Volodina A.A., Kocheshkova O.V. and Ezhova E.E. 2019. Preliminary results of hydrobiological studies of the lower reaches of the river Pregolya after technogenic transformation of the channel. Regional Ecology, 3: 91–101. [In Russian]. https://doi.org/10.30694/1026-5600-2019-3-91-101

Seepersad B. and Crippen R.W. 1978. Use of aniline blue for distinguishing between live and dead freshwater zooplankton. Journal of the Fish Research Board of Canada, 35(10): 1363–1366. https://doi.org/10.1139/f78-213

Semenova A.S. 2010. The indicator role of zooplankton in the assessment of the ecological state of the Curonian Lagoon. MS thesis. Institute Biology of Inland Water, Borok, 280 p. [In Russian].

Semenova A.S. and Tchougounov V.K. 2018. The distribution of Moina micrura Kurz, 1875 (Crustacea: Moinidae) in the Russian Part of the Vistula Lagoon (Baltic Sea). Russian Journal of Biological Invasions, 9(2): 175–183. https://doi.org/10.1134/S207511171802011X

Semenova S.N. 2000. The current state of the phytocoenosis of the water system Pregolya River – Canal – Kaliningrad Bay of the Baltic Sea. In: E.N. Naumenko, Z.A. Chesheva, S.M. Nikitina, A.G. Arkhipov, M.M. Khlopnikov and S.N. Semenova (Eds). Hydrobiological research in the Atlantic Ocean basin. Vol. 1. Freshwater Hydrobiology. AtlantNIRO, Kaliningrad: 20–36. [In Russian].

Shchuka T.A. 2002. Characteristics of the current state of zooplankton in the Baltic Sea: Abstract of the candidate of biological sciences thesis. Yu.A. Izrael Institute of Global Climate and Ecology, Moscow, 28 p. [In Russian].

Shevelev M.S. (Ed.). 2004. Instructions and guidelines for the collection and processing of biological information in the seas of the European North and the North Atlantic. VNIRO, Moscow, 300 p. [In Russian].

Tang K.W., Gladyshev M.I., Dubovskaya O.P., Kirillin G. and Grossart H.-P. 2014. Zooplankton carcasses and non-predatory mortality in freshwater and inland sea environments. Journal of Plankton Research, 36(3): 597–612. https://doi.org/10.1093/plankt/fbu014

Telesh I., Postel L., Heerkloss R., Mironova E. and Skarlato S. 2009. Zooplankton of the open Baltic Sea: Extended atlas. BMB Publication, No. 21. Meereswissenschaftliche Berichte, 76: 1–290.

Telesh I., Schubert H. and Skarlato S. 2013. Life in the salinity gradient: Discovering mechanisms behind a new biodiversity pattern. Estuarine, Coastal and Shelf Sciences, 135: 317–327. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2013.10.013

Telesh I., Skarlato S., Kube S., Rohde H. and Schubert H. 2015. Zooplankton of the Baltic Sea: Introduction to the distant learning module. Universität Rostock, Rostock–Saint Petersburg, 124 p.

Telesh I.V. and Khlebovich V.V. 2010. Principal processes within the estuarine salinity gradient: a review. Marine Pollution Bulletin, 61(4–6): 149–155. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2010.02.008

Winberg G.G. and Lavrentieva G.M. 1984. Methodical recommendations for the collection and processing of materials for hydrobiological studies. Zooplankton and its production. GosNIORKH, Leningrad, 33 p. [In Russian].

WoRMS Editorial Board. 2023. World Register of Marine Species. Available from: http://www.marinespecies.org (accessed 24 January 2023).