Сезонная динамика и пространственное распределение структурных показателей бактериопланктонного сообщества бухты Севастопольская (Крым, Чёрное море)

Abstract

Бактериопланктон определяет формирование значительной части вторичной продукции и минерализации новообразованного органического вещества в водных экосистемах и быстро реагирует на любые изменения в окружающей среде. Данные о состоянии микробиального сообщества исключительно важны для понимания процессов переноса вещества и потока энергии в водных экосистемах, что особенно актуально для прибрежных акваторий, где в последние десятилетия произошли существенные негативные трансформации. Целью нашей работы было изучить долговременные изменения структурных показателей бактериопланктона в различных участках бухты Севастопольская (Чёрное море) в период 1992–2005 гг. Численность бактерий определяли прямым микроскопическим методом, используя адсорбционный (эритрозин) или флуоресцентный (акридиновый оранжевый) красители; биомассу рассчитывали с применением коэффициента (2·10−14 г C·кл.−1) или по непосредственным промерам клеток. Для определения морфотипов клеток использовали сканирующую электронную микроскопию. Показано, что диапазон общей численности микроорганизмов составил 0,2·106–10·106 кл.·мл−1; биомассы — 2–201 мг C·м−3. В морфологической структуре бактериопланктона преобладали кокки (диаметр — 0,36–0,86 мкм) объёмом 0,02–0,27 мкм³ и палочковидные клетки (длина — 0,6–1,2 мкм, ширина — 0,2–0,4 мкм) объёмом 0,50–0,65 мкм³. Максимальные значения всех переменных зарегистрированы в летний и осенний периоды года (с июня по октябрь), минимальные приурочены к зимнему и весеннему сезонам. Полученные величи́ны количественных показателей бактериопланктона сопоставимы со значениями для различных акваторий Мирового океана, включая Чёрное море. Динамику структурных показателей бактериопланктона бухты Севастопольская в течение годового цикла определяли абиотические и биотические факторы. Значимо высокая корреляция (86 %, p < 0,01) между гидролого-гидрохимическими и биологическими переменными подтверждает неслучайный характер взаимосвязи между ними. Дискриминантный анализ выявил достоверные различия в структуре бактериопланктонных сообществ между участками бухты с разной интенсивностью водообмена, степенью общей загрязнённости и удалённостью от открытого моря. Достоверно меньший объём клеток бактерий в 2004 г. [(0,16 ± 0,05) мкм³] по сравнению с таковым в 2005 г. [(0,20 ± 0,03) мкм³] (парный t-тест, p < 0,05) был связан, вероятно, с интенсивным выеданием микроорганизмов фаготрофными простейшими. Полученные данные о структуре сообщества бактериопланктона могут быть использованы при прогнозировании состояния экосистемы бухты Севастопольская, а также при разработке и верификации математических моделей функционирования прибрежных экосистем.