Балтийское море

Балтийское море достаточно бедно морскими млекопитающими. Это напрямую связано с его загрязнением вследствие техногенной деятельности человека.

 

6.4 Бактериопланктон

 

Бактериопланктон, являясь неотъемлемым компонентом морских экосистем, играет существенную роль в их функционировании. Наряду с некоторым грибами и актиномицетами истинные бактерии образуют трофический уровень редуцентов, или деструкторов, питающихся мёртвым органическим веществом и подвергающих его минерализации, т. е. разрушению до более или менее простых неорганических соединений, которые затем используются продуцентами - фитопланктоном и фитобентосом. Процесс минерализации органических веществ - необходимое условие протекания биогеохимических циклов всех химических элементов. Поскольку микроорганизмы осуществляют свою метаболическую деятельность в течение целых геологических эпох, очевидно, что все природные органические вещества подвергаются микробной деградации и минерализации.

Микроорганизмы обладают чрезвычайно лабильной биохимической организацией клетки, выражающейся в способности перестраивать ферментный аппарат и синтезировать по мере необходимости новые ферменты. Благодаря этому бактерии быстро адаптируются к изменениям условий среды обитания и появлению новых экологических факторов как природного, так и антропогенного происхождения.

Для изучения пространственно - временной структуры микробиоценозов Балтийского моря были проведены натурные наблюдения в 1987 году. Была дана оценка качества вод Балтики и уровни трофии в сезонном аспекте. Сбор материала проводился по единой методике на научно - исследовательских судах Ливтогидромета «Океанограф» и «Лев Титов» во время комплексных экологических съёмок.

Наблюдения за состоянием бактериопланктона Балтийского моря проводились 4 раза в год (февраль, май, август, октябрь - ноябрь) на шестнадцати станциях в открытой части моря и три раза (июнь, июль, ноябрь) на девяти станциях прибрежной зоны юго - восточной части моря.

В комплекс исследований бактериопланктона входило:

- определение общей численности и биомассы бактерий;

- определение наиболее вероятной численности гетеротрофных сапрофитных бактерий;

- определение наиболее вероятной численности углеводородокисляющих бактерий.

Общую численность микроорганизмов определяли по методу А. С. Разумова на мембранных ультрафильтрах, биомассу - по методу Романенко В. И., Добрынина Э. Г.. Наиболее вероятную численность физиологических групп бактерий определяли методом предельных разведений на жидких средах.

Таковы результаты исследований:

Зимний сезон.

Зимой плотность микробных популяций на обследованной акватории моря изменялась в пределах 3,7*1000 - 2,9*100000 кл./мл.. Максимальная плотность бактериопланктона поверхностного слоя (2,9*100000кл./мл) обнаружена вблизи Вентспилса, минимальная - 1,7*10000 кл./мл. - на станции, более удалённой от берега. Беднее всего были заселены бактериями (1000 кл./мл.) 50 - 100-метровые слои водной толщи в Центральной и Северной Балтике - районы Ландсорской и Готландской впадин. Неоднородность вертикального распределения бактериопланктона оказалась характерной для всех обследованных регионов моря. Это, вероятно, было связано с особенностями гидролого- гидрометеорологической ситуации этого периода: холодная зима, низкая температура воды, ледовый покров, препятствующий конвекции водных масс.

По морфологическим признакам бактериопланктонное сообщество делилось на три группы: одиночные клетки, микроколонии и детритобактериальные ассоциации. Бактериальное население Балтийского моря зимой в основном было представлено палочковидными и кокковидными формами разных структурных групп с доминированием одиночных форм. Основная масса бактерий была представлена очень мелкими формами. Максимальная микробная масса, как и общая численность бактерий, зафиксирована в поверхностном слое вблизи Вентспилса, минимальная - в 100-метровом слое Готландской котловины.

Сапрофитная микрофлора доминировала повсеместно. Максимальное развитие сапрофиты имели в поверхностном слое воды, минимальное - в 50-метровом слое в Готландской впадине. В 100-метровом слое воды в Готландской впадине сапрофитная микрофлора не обнаружена.

Весенний сезон.

В мае общая численность микроорганизмов в обследованных районах моря изменялась в пределах (0,2 - 8,3)*100000 кл./мл., при средней (22*10000) кл./мл., что свидетельствует о высокой вариабельности степени изменчивости общей численности бактерий по морю в целом. Максимальная плотность бактериопланктона (8,3*100000 кл./мл.) отмечена в поверхностном слое воды в прибрежном районе у выхода из Вислинского залива, минимальная (2,2*10000 кл./мл.)- в 100-метровом слое воды у выхода из Финского залива. Высокое количественное развитие отличало ценозы в районе о. Борнхольм и вблизи портовых городов. Вертикальное распределение бактерии в открытой части моря оказалось неоднородным: наиболее заселённым был верхний 100-метровый слой, наименее - 50-100-метровый в Северной и Центральной Балтике. Плотность популяций бактериопланктона вблизи юго-восточного побережья моря оказалась в 2-4 раза выше, чем в открытой части моря. Высокая плотность бактериального населения - 5,3*100000 кл./мл. - отмечена у выхода из Куршского залива. По мере удаления от берега (до 3,5 - 12 миль) плотность бактериопланктона уменьшалась. Уровень количественного развития бактериальных ценозов на обследованной акватории моря по сравнению с весной 1986 года оказался в 2 -3 раза ниже.

По морфологическим признакам весенний бактериопланктон так же, как и зимой, подразделяются на три структурные группы: одиночные клетки, микроколонии и детритобактериальные ассоциации. Однако доля одиночных клеток понизилась до 20 - 40 процентов численности бактериопланктона (зимой она составляла до 50 - 60 процентов).

Морфологические признаки бактерий прибрежных районов, особенно в зоне смешения морских и пресных вод Куршского и Вислинского заливов, отличались большим разнообразием: здесь в структуре бактериоценозов выявлены формы бактериальных клеток, характерные для микрофлоры залива (звёздчатые, нитчатые, спириллы, вибрионы).

Бедны бактериальной массой оказались 50 - 100-метровые слои водной толщи в Ландсорской и Готландской впадинах. Довольно высокая микробная биомасса обнаружена вблизи устья Куршского залива.

Сапрофитная микрофлора имела довольно высокие уровни развития, её плотность изменялась от 2,5*10 кл./мл. до 9,5*1000 кл./мл., что составляло примерно 2 процента общей численности микроорганизмов. Пик развития сапрофитов (9,5*1000 кл./мл.) зафиксирован в зоне влияния вод Вислинского залива.

Максимум развития углеводородокисляющих бактерий имелся в зоне влияния вод Вислинского залива, где отмечено накопление бактериальной флоры в поверхностной плёнке.

Летний сезон.

Годовой цикл развития бактериоценозов открытой части моря характеризовался одним пиком общей численности и биомассы бактерий, который был выявлен в летний период.

Летом 1987 г. (август) плотность микробных популяций в открытых районах моря изменялась в узких диапазонах: (1,5 - 9,5)*100000 кл./мл., составляя в среднем 5,9,*100000 кл./мл.. Максимальная плотность бактериальной флоры отмечена в поверхностном микрослое Арконской впадины, минимальная - на горизонте 130 м в Готландской впадине. Распределение бактериальной флоры по вертикали было относительно однородным. На глубоководных станциях плотность бактериального населения уменьшалась с глубиной в 2 - 5 раз.

Летом увеличение бактериальной биомассы происходило в основном в результате увеличения численности бактериопланктона и объёмов бактериальных клеток.

Пик развития сапрофитов - 2,5*10000 кл./мл. - зафиксирован в поверхностном слое Готландской впадины.

Максимальное развитие углеводородокисляющие бактерии имели в поверхностном слое Гданьской бухты.

Осенний период.

Общая численность бактериальной флоры на акватории моря изменялась в пределах 5,4*10000 - 8,2*100000 кл./мл.. Основные черты пространственного распределения микробиоценозов, характерные для осеннего сезона, сохранились: максимальное развитие бактериальной флоры в Южной Балтике, минимальное - в Готландской впадине. Для глубоководных станций Северной и Центральной Балтики характерна следующая вертикальная стратификация бактериального населения: верхний 50-метровый слой относительно равномерно заселён микроорганизмами, затем отмечалось уменьшение численности бактериопланктона в среднем в 2-4 раза.

Вертикальная структура бактериоценоза прибрежной зоны была относительно однородной, вероятно, в результате осенней конвекции водных масс.

Пик бактериальной биомассы, как и общей численности, отмечен в поверхностном микрослое Готландской впадины и районах, подверженных влиянию вод Куршского и Вислинского заливов.

Доля сапрофитной микрофлоры в общей популяции бактериопланктона на станциях открытой части моря составляла 0,02 - 2,0 процентов. Максимальное развитие сапрофитная микрофлора получила в поверхностном микрослое Вислинского залива. Наименее заселён сапрофитами 50 - 100-метровый слой водной толщи Готландской и Ландсорской впадин.

Вертикальное распределение углеводородокисляющих бактерий оказалось неоднородным: на глубине 50 м и ниже в Северной и Центральной Балтике их численность составляла 10 кл./мл..

Общая численность сапрофитной микрофлоры - хороший показатель уровня трофности водоёма, т. е. насыщенности его органическим веществом. Трофность водных масс Балтики - этого полузамкнутого внутриматерикового водоёма - зависит от многих факторов: близости берега, в особенности портовых городов, вертикальной стратификации водной толщи, насыщенности воды органическим веществом.

Из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы: зимой 1987 года воды Северной и Центральной Балтики относились к олиготрофному типу, Южной Балтики - к мезотрофному.

Весной бактериальные процессы активизировались, численность микрофлоры увеличивалась не только в верхнем фотическом слое(0 - 50 м), но и в 100 - метровом слое Ландсортской, Готландской впадин и впадин Фарё до верхнего предела, соответствующего мезотрофным водам. В прибрежном районе юго - восточной части моря степень развития бактериальной флоры оказалась в 5 - 10 раз выше, чем в открытой части моря. Повышенные значения общей численности бактерий и численности сапрофитных и углеводородокисляющих микроорганизмов выявлены на акваториях вблизи портовых городов Клайпеда, Балтийск, Лиепая, где бактериальные ценозы оказались характерными для эвтрофных вод.

Летом складывались благоприятные условия для развития бактериальной флоры: наблюдалось повышение температуры воды, насыщение воды органическим веществом после отмирания весенних форм планктонных организмов. Плотность микробных популяций в целом повысилась. Трофность вод Северной и Центральной Балтики соответствовала мезотрофному уровню, Южной - в районе Гданьской бухты, Арконской и Борнхольмской впадин - мезотрофному с элементами эвтрофирования. Наиболее высокие значения численности бактерий отмечены вдоль восточных берегов Балтики вблизи портовых городов. В зоне влияния вод Куршского и Вислинского заливов выявлены два сформировавшихся «пятна» с эвтрофными водами.

Осенью в открытой части моря отмечено снижение плотности микробных популяций, качество водных масс соответствовало мезотрофному уровню. Распределение бактериальной флоры по вертикали было относительно однородным, вероятно, в результате осенней конвекции водных масс. В Южной Балтике в районе Гданьской бухты и в устьевых областях Куршского и Вислинского заливов так же, как и летом, отмечены признаки эвтрофирования.

Несмотря на то, что эти исследования состояния бактериопланктона были проведены в 1987 г., коренных изменений результатов исследования к настоящему времени не произошло [1], [4].

 

6.5 Инфузории в пелагиали Балтийского моря

 

Инфузории играют чрезвычайно важную роль в трофодинамическом цикле в морских экосистемах. В летние фазы сезонной сукцессии гидробионтов эти организмы могут давать высокие вспышки численности в водной толще и в поверхностной плёнке и служат существенным звеном в передаче энергии на более высокие трофические уровни. Бесспорна также огромная роль инфузорий в процессах деструкции органического вещества. В литературе отмечается способность инфузорий вызывать значительные и быстрые перестройки в составе и численности бактериальной флоры и планктонных водорослей (организмы-жертвы), что позволяет отнести инфузории в разряд организмов, имеющих регуляторные ключевые функции в морских экосистемах. Известно, что инфузории весьма чувствительны к загрязнению среды обитания и быстро реагируют на него изменением численности и видового состава. Поэтому изучение пространственного распространения, качественного и количественного состава этой важнейшей группы гидробионтов в морских водоёмах вместе с экспериментальной работой по исследованию воздействия конкретных загрязняющих веществ на состояние указанных характеристик важным элементом в структуре комплексного экологического мониторинга морской среды.

Основной целью исследования было определение количественного состава и пространственного распределения инфузории пелагиали Балтийского моря летом 1987 года.

Отбор проб воды для определения общей численности микрозоопланктона осуществлялся на всех экологических станциях в Балтийском море. Пробы отбирали пластмассовыми батометрами, после отбора их фиксировали и не концентрировали.

Проведённая съёмка фотического слоя пелагиали Балтийского моря показала массовое развитие инфузорий практически во всех обследованных районах. Максимальное развитие инфузории получили в конце июня в районе, расположенном в южной части осевого разреза Балтийского моря. Было отмечено наличие крупных форм, таких как . Высокая численность инфузорий была обнаружена также на севере осевого разреза Балтийского моря. Здесь преобладали в основном мелкие формы инфузорий (доминировали). На станциях центральной части осевого разреза Балтики численность инфузории варьировала довольно в узких пределах.