По статье Е.В. Балушкина, С.М. Голубков, М.С. Голубков, Л.Ф. Литвинчук, Н.В. Шадрин Влияние абиотических и биотических факторов на структурно-функциональную организацию экосистем соленых озер Крыма
Почти все озера Крыма – соленые, часто – пересоленные (гипергалинные ) и мелководные. Колебания погодных условий приводят к быстрому изменению глубины таких озер, концентрации солей в воде и, как следствие, к смене видового состава их обитателей и модификации потоков энергии, идущих через пищевые цепи. Изучение экосистем соленых озер и управление ими интересно как в научном, так и в хозяйственном аспекте.
На территории Крыма известно 48 соленых озер, 26 из которых имеют площадь более 1 квадратного километра. Исследования этих озер важны с практической точки зрения. Во-первых, соленые озера являются источником различных минералов, необходимых в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности. Во-вторых, частый обитатель соленых озер жаброногий рачок Artemia служит важным объектом сельскохозяйственной индустрии как ценная пищевая основа кормов для рыб, птиц, ракообразных, моллюсков (в большинстве случаев используются высушенные яйца артемии или замороженные взрослые особи). В-третьих, на базе соленых озер строятся бальнеологические курорты.
С научной точки зрения представляет интерес физиология обитателей соленых озер и проблема их адаптации к экстремальным условиям. Изучение упрощенных экосистем гипергалинных озер помогает понять изменения, происходящие в других экосистемах при экстремальных воздействиях, например, в условиях антропогенного давления.
Экосистемы соленых озер сравнительно просты, поэтому их можно изучать целиком. Сложность изучения других целых экосистем (пресноводных или морских) связана с большим видовым разнообразием водных жителей, неоднородностью среды обитания, сложностью трофических связей. Эти проблемы минимизированы в соленых озерах с весьма низким видовым разнообразием, относительно гомогенной средой, упрощенными трофическими связи и пищевыми цепочками.
В статье Е.В.Балушкиной, С.М.Голубкова, М.С.Голубкова, Л.Ф.Литвинчук (Зоологический институт РАН) и Н.В.Шадрина (Институт биологии южных морей НАН Украины) рассматривается зависимость фауны соленых озер и взаимоотношений между организмами от различных факторов среды обитания, а также реакция экосистем на колебания погодных условий.
Одним из важных механизмов, обеспечивающих надежное функционирование экосистем, является биоразнообразие сообществ. Когда виды или жизненные формы взаимозаменяемы в пищевых цепях – это поддерживает динамическое равновесие и «забуферивает» экосистемы в нестабильных внешних условиях. Длинные пищевые цепи более устойчивы к внешним воздействиям. Однако пищевые цепи крымских соленых озер короткие, их видовой состав – беден. Позвоночные животные в озерах отсутствуют. Представители беспозвоночных планктона и бентоса сочетают довольно широкую толерантность к меняющейся солености с относительно сильной зависимостью от качества и количества пищевых ресурсов, наличия хищников, конкуренции со стороны новых (морских) вселяющихся видов.
Данная работа показывает результаты исследования 11 гипергалинных озер, расположенных в северо-восточной и северо-западной части Крыма. Одни из этих озер («континентальные») образовались изначально на суше, другие являются отделившимися морскими лиманами. Фауна озер скудная: максимальное видовое богатство – 15 видов – зарегистрировано в оз. Бакальское. Жители озер – планктонные фильтрующие беспозвоночные (коловратки, ракообразные) и по большей части нехищные донные животные (бокоплавы и другие ракообразные, многощетинковые черви, личинки комаров, жуки). В озерах высокой солености среди донных организмов доминировали (или даже были единственными представителями) личинки комара-хирономиды Baeotendipes. В самом соленом (184-340%0) оз. Кояшское донные животные не были обнаружены вовсе, здесь встречались лишь представители зоопланктона – рачок Artemia urmiana.
Численность животных, их биомасса и количество видов в озерах зависели в первую очередь от величины первичной продукции: с ее повышением эти показатели возрастали. Вторым по значимости фактором оказалась соленость: при увеличении солености видовое богатство, напротив, снижалось вплоть до полного исчезновения донных животных.
В статье описана реакция мелководных соленых озер Крыма на колебания погодных условий. Колебания температуры приводят к быстрым изменениям уровня воды, ее химического состава и, как следствие, к формированию нового ассортимента видов и изменению пищевых цепей. Наиболее подверженными влиянию погодных условий оказались экосистемы морского происхождения. Так, при повышении температуры воздуха летом 2005 года соленость оз. Тобечикское возросла почти вдвое – до 100‰, что привело к вымиранию коловраток, ветвистоусых рачков и хищных бокоплавов. Зато в отсутствие хищников количество фильтраторов Artemia parthenogenetica значительно увеличилось. В итоге A. parthenogenetica съели почти весь фитопланктон. Вода стала прозрачной, что благоприятствовало росту донных водорослей рода Cladophora. Развитие Cladophora способствовало увеличению численности донных личинок комаров Baeotendipes tauricus, которая возросла более чем в 3 раза. Соответственно увеличился поток энергии в экосистеме оз. Тобечикское, проходящий через бентосный путь.
Экосистема оз. Бакальское в 2005 году претерпела катастрофические изменения и практически утратила свой озерный облик. Во время сильных штормов волны Черного моря перехлестывали косу, отделяющую озеро от моря, и занесли с собой черноморские хищные виды животных, которые заняли в озере лидирующее положение.
Высокая соленость оз. Кояшское препятствовала развитию донных животных, зоопланктон был представлен личинками Artemia urmiana, питающимися фитопланктоном. Жарким летом 2005 года повышение солености до 340‰ вызвало резкое сокращение популяции A. urmiana, в связи с чем произошло бурное развитие фитопланктона, приведшее к эвтрофикации водоема.
Однако в нормальных условиях единственный вид животных, представленный в оз. Кояшское, A. urmiana, утилизирует фитопланктон с высокой эффективностью – 44% (обычно эффективность переноса энергии на каждый последующий уровень не превышает 10%). Этот факт, а также периодическое усыхание озера и выпадение соленой корки, покрывающей донные отложения – относятся к числу необходимых условий превращения илов в лечебную грязь.
Авторы статьи обращают внимание на то, что специальные инженерно-технические мероприятия могут помочь в управлении состоянием экосистем соленых озер, способствовать трансформации илов в лечебную грязь. Удачным примером использования закономерностей функционирования гипергалинных озер может служить искусственное преобразование западного бассейна оз. Сакское, одного из крупнейших в мире бальнеологических курортов.