Cтехиометрия и структура планктонных сообществ в литорали и пелагиали двух озер разного трофического статуса в Беларуси

Изучали стехиометрию сестона (соотношения C : N : P) двух мелководных озер разной трофности – мезотрофного озера Обстерно и дистрофного макрофитного типа озера Нобисто в течение двух последовательных лет. Сравнивали сезонные изменения в стехиометрии продуцентов в литоральной и пелагической зонах. Соотношения элементов в сестоне оз. Обстерно выявили меньшие различия между литоральной и пелагической зонами по сравнению с оз. Нобисто в 2017 г. В течение исследуемого периода в обоих озерах соотношения C : N и C : P в сестоне были выше классического соотношения Редфилда (C₁₀₆  : N₁₆  : P₁), а соотношение N : P всегда превышало 16. Соотношения C : P в пелагиали оз. Обстерно имели самые высокие показатели в мае 2017 г., а N : P в июле и сентябре 2018 г. со значимыми различиями между литоральной и пелагической зонами, но соотношения N : P уменьшились в октябре и не различались между местообитаниями. В оз. Нобисто в 2018 г. соотношения C : P и N : P в сестоне увеличивались с мая по июль в прибрежной и пелагической зонах, но затем снижались осенью. Как показали наши исследования, сезонные различия в стехиометрии сестона двух озер (соотношение C : N : P как показатель качества пищи) в разных местообитаниях отражают видовой состав фитопланктона, а также структуру сообществ зоопланктона, изменяющуюся в течение сезона и между местообитаниями.

1. Sterner R. W., Andersen T., Elser J. J., Hessen D. O., Hood J. M., McCauley E., Urabe J. Scale-dependent carbon : nitrogen : phosphorus seston stoichiometry in marine and freshwaters. Limnology and Oceanography, 2008, vol. 53, no. 3, pp. 1169-1180. https://doi.org/10.4319/lo.2008.53.3.1169

2. Sterner R. W., Elser J. J. Ecological stoichiometry: the biology of elements from molecules to the biosphere. New Jersey, 2003. Vol. 10. 572 p. https://doi.org/10.1515/9781400885695

3. Sterner R. W. The ratio of nitrogen to phosphorus resupplied by herbivores: zooplankton and the algal competitive arena. American Naturalist, 1990, vol. 136, no. 2, pp. 209-229. https://doi.org/10.1086/285092

4. Frost P. C., Evans-White M. A., Finkel Z. V., Jensen T. C., Matzek V. Are you what you eat? Physiological constraints on organismal stoichiometry in an elementally imbalanced world. Oikos, 2005, vol. 109, no. 1, pp. 18-28. https://doi.org/10.1111/j.0030-1299.2005.14049.x

5. Antenucci J., Imberger J. The effectiveness of reservoirs as water quality barriers. Cadee K., ed. The effectiveness of reservoirs as water quality barriers. Australia, Perth, 2003. 354 p.

6. Kolding J., van Zwieten P. A. M. Relative lake level fluctuations and their influence on productivity and resilience in tropical lakes and reservoirs. Fisheries Research, 2012, vol. 115-116, pp. 99-109. https://doi.org/10.1016/j.fishres.2011.11.008

7. Dubovskaya O. P., Semenchenko V. P., Gladyshev M. I., Buseva J. F., Razlutskij V. I. Non-predatory mortality indices of cladoceran zooplankton in the pelagial and littoral of a shallow meso-eutrophic lake. Doklady Biological Sciences, 2007, vol. 416, no. 1, pp. 391-393. https://doi.org/10.1134/s0012496607050201

8. Elser J. J., O’Brien W. J., Dobberfuhl D. R., Dowling T. E. The evolution of ecosystem processes: growth rate and elemental stoichiometry of a key herbivore in temperate and arctic habitats. Journal of Evolutionary Biology, 2000, vol. 13, no. 5, pp. 845-853. https://doi.org/10.1046/j.1420-9101.2000.00215.x

9. Elser J. J., Hassett R. P. A stoichiometric analysis of the zooplankton-phytoplankton interaction in marine and freshwater ecosystems. Nature, 1994, vol. 370, no. 6486, pp. 211-213. https://doi.org/10.1038/370211a0

10. Tilman D., Kiesling R., Sterner R., Kilham S. S., Johnson F. Green, blue-green and diatom algae: taxonomic differences in competitive ability for phosphorus, silicon and nitrogen. Archiv für Hydrobiologie, 1986, vol. 106, pp. 473-485.

11. Jasser I. The influence of macrophytes on a phytoplankton community in experimental conditions. Hydrobiologia, 1995, vol. 306, no. 1, pp. 21-32. https://doi.org/10.1007/bf00007855

12. Frost P. C., Benstead J. P., Cross W. F., Hillebrand H., Larson J. H, Xenopoulos M. A., Yoshida T. Threshold elemental ratios of carbon and phosphorus in aquatic consumers. Ecology Letters, 2006, vol. 9, no. 7, pp. 774-779. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2006.00919.x

13. Richman S., Rogers J. N. The feeding of Calanus helgolandicus on synchronously growing populations of the marine diatom Ditylurn brightwellii. Limnology and Oceanography, 1969, vol. 14, no. 5, pp. 701-709. https://doi.org/10.4319/lo.1969.14.5.0701

14. Gons H. J., Burger-Wiersma T., Otten J. H., Rijkeboer M. Coupling of phytoplankton and detritus in a shallow, eutrophic lake (Lake Loosdrecht, The Netherlands). Hydrobiologia, 1992, vol. 233, no. 1-3, pp. 51-59. https://doi.org/10.1007/bf00016095

15. Otten J. H., Gons H. J., Rijkeboer M. Dynamics of phytoplankton detritus in a shallow, eutrophic lake (Lake Loosdrecht, The Netherlands). Hydrobiologia, 1992, vol. 233, no. 1-3, pp. 61-67. https://doi.org/10.1007/bf00016096

16. Andersen T., Hessen D. O. Carbon, nitrogen, and phosphorus content of freshwater zooplankton. Limnology and Oceanography, 1991, vol. 36, no. 4, pp. 807-814. https://doi.org/10.4319/lo.1991.36.4.0807

17. Hessen D. O., Lyche A. Inter- and intraspecific variations in zooplankton element composition. Archiv für Hydrobiologia, 1991, vol. 121, no. 3, pp. 343-353. https://doi.org/10.1127/archiv-hydrobiol/121/1991/343