Роль артемии в процессе самоочищения воды озера Большое Яровое
УДК 595.32
Т. Л. Ясюченя-Студеникина
Томский государственный университет, г. Томск, Россия,
Алтайский филиал СибрыбНИИпроект, г. Барнаул, Россия, E-mail: yasl@ab.ru
Озеро Большое Яровое, расположенное в области замкнутого стока Обь–Иртышского междуречья, относится к бассейну континентальных ультрагалинных озер. Уровенный режим относительно стабилен, площадь озера колеблется в пределах 63,0–66,7 км2, средняя глубина 4,0–4,6 м. Общая минерализация воды колеблется в пределах 145–175 г/кг, по общему химизму воды это хлоридно–натриевый водоем.
Главная роль артемии заключается в обеспечении круговорота органических веществ и энергии в экосистемах соляных озер; активно трансформируя как приносимую с водосбора органику, так и вновь создаваемую в экосистеме, рачки создают ежегодно значительную биомассу. Однако, в условиях практического отсутствия ее потребителей, рачки становятся трофическим «тупиком» и при осенней их элиминации (отмирании) биомасса подпитывает детритную цепь, точнее формирует в озерах планктоногенный детрит. Одновременно, пропуская через кишечник органику, рачки осветляют воду и также способствуют накоплению у дна слоя детрита толщиной 1,0–2,0 см, состоящего в основном из фекалий рачка.
В основе самоочищения воды лежат трофические связи организмов, и в природных водах зоопланктон действует как естественный биологический фильтр. Количественно процесс самоочищения воды может быть выражен через баланс органического вещества, полученного из пищевой цепи бактериопланктон–фитопланктон–артемия и принесенного (внесенного) извне в экосистему озера. Второй составляющей баланса должны быть рационы питания артемии, зависимые от интенсивности обмена и скорости роста от пищевых условий.
Общеизвестно, что у планктонных ракообразных фильтрационный аппарат обладает высокой улавливающей способностью. При низкой концентрации взвеси практически все частицы, попадающие в фильтрационную камеру рачка, попадают в рот. Нижний предел размера пищевых частиц определяется расстоянием между фильтрующими пластинками и у взрослых рачков составляет 1–2 мкм, верхний – размерами тела рачка.
Средняя масса (сырой вес) рачков артемии (Artemia sp.) озера Большое Яровое определена по методу С. Н. Уломского и составляет для половозрелых особей 4,2 мг; ювенильных рачков – 2,8 мг (Соловов, Студеникина, 1990). Принимая во внимание, что для артемии общий обмен весьма близок к стандартному или основному обмену, на основе уравнения рассчитывается суточный рацион особи:
R = 0,082 · 10-3 · 4,86 · 24 · W 0,702
где R – рацион особи (ккал/сут.); W – живой вес особи (мг).
Наши исследования питания артемии в условиях акватории оз. Бол. Ярового показали, что суммарный суточный рацион рачков, обитающих в 1 м3 рапы, колебался в пределах от 6,11 до 270,16 г сырой пищи. По усредненной численности различных возрастных групп рачков (данные 1991–1993 гг.) расчетный суммарный рацион по датам исследования колебался в пределах от 2,6 до 406,8 г (табл.). Для половозрелых рачков суточный рацион особи составляет 0,0252 ккал, для ювенильных рачков – 0,0197 ккал. Считаем возможным ограничиться только этими возрастными группами артемии, так как выживаемость младших возрастных групп очень низкая, и их роль в фильтрационном процессе заметна только ранней весной при вылуплении науплий из диапаузирующих яиц и рождении новой генерации в середине лета. Кроме того, этот прием позволяет избежать переоценки роли артемии в процессе самоочищения воды.
Для перехода от энергетических единиц рационов к вещественным использованы общепринятые показатели калорийности сырого веса корма: фитопланктона 0,8 ккал/г, бактерий и сестона 0,5 ккал/г. Изучение спектра питания рачков показало, что селективности отбора пищи у артемии нет и состав пищи примерно соответствует соотношению продукции бактерий и фитопланктона, доля бактерий в питании артемии колебалась в пределах 11–30 %, в среднем составляя 21 %. Степень усвоения пищи принята как постоянная величина: на уровне 70 % для потребленного фитопланктона и 50 % – для бактериопланктона и сестона (Печень-Финенко, 1979).
Таблица. Расчетные рационы питания артемии оз. Большое Яровое
Дата |
Средняя численность, экз.\м3 |
Рационы, г/м3 |
Суммарный рацион, ккал/м3 |
||
ювенильных |
взрослых |
ювенильных |
взрослых |
||
15.05 |
2300 |
0 |
91,5 |
0,0 |
45,3 |
01.06 |
500 |
80 |
19,9 |
4,2 |
12,0 |
15.06 |
840 |
200 |
33,3 |
10,1 |
21,5 |
01.07 |
1050 |
400 |
41,8 |
20,4 |
30,8 |
15.07 |
400 |
7900 |
5,9 |
400,9 |
200,7 |
01.08 |
70 |
3800 |
2,8 |
193,5 |
137,6 |
15.08 |
0 |
2300 |
0,0 |
116,9 |
57,9 |
01.09 |
0 |
5700 |
0,0 |
290,0 |
143,6 |
15.09 |
0 |
1900 |
0,0 |
96,7 |
47,9 |
01.10 |
0 |
50 |
0,0 |
2,6 |
1,3 |
Анализ потребления пищи популяцией артемии за многолетний период наблюдений свидетельствует, что для ювенильных и половозрелых особей характерны два пика «накормленности»: у ювенильных самый высокий – в середине мая при возрождении популяции; второй – в начале июля, менее заметный при становлении второй генерации рачка (см. табл.). Первый пик высокой «накормленности» для половозрелых особей характерен для середины июля, второй – для начала сентября. Суммарный рацион всех особей рачка, обитающих в 1м3, принимая во внимание среднемноголетнее значение численности популяции, максимален в середине июля, минимален – в начале и середине июня. Средний рацион популяции (потребление пищи за сутки в 1 м3) за вегетационный период, исключая начало октября, когда рачки фактически отмирали и не питались, но в пробах фиксировались, составляет в вещественном выражении 149,3 г пищи.
При средней скорости фильтрации воды в 280,8 мл/мг один взрослый рачок артемии в условиях оз. Большого Ярового фильтрует объем воды в пределах 1 л. Значение популяции артемии в процессе самоочищения воды может быть принято как функция численности рачков и состояния кормовой базы на каждую дату исследования.
Рационы питания артемии позволяют оценить интенсивность фильтрации: при средней численности рачков на всем протяжении вегетационного периода в 1 500 экз./м3, для обеспечения своего необходимого рациона питания они должны профильтровать за сутки 0,156 м3 рапы, т.е. условная очистка 1 кубометра объема «жизненной зоны» происходит за 6,4 суток. В периоды максимального развития популяции интенсивность фильтрации может значительно ускоряться и достигать 2,0–2,5 суток.
Следовательно, как вообще для зоопланктона, участие артемии в процессе самоочищения носит сезонный характер; и минимальное участие рачков в этом процессе характерно для весеннего и осеннего периодов; зимой процесс самоочищения прекращается. Роль других групп водных животных в самоочищении воды озера Большое Яровое крайне незначительна, и этот важный природоохранный процесс поддерживается исключительно популяцией рачка Artemia sp.
Zoocenosis — 2003
Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – C. 93-95.