Zooplankton as the indicator of ecological quality and fish predation in lake ecosystems

Abstract

Zooplanktonil on järvede toiduahelates oluline roll. Zooplankterite võime tarbida autotroofseid vetikaid ning nende sobivus kalade toiduks määrab järve toitumisahelate efektiivsuse. Mida rohkem vetikatesse seotud orgaanilist ainet kaladeni jõuab, seda tõhusam on toitumisahel. Söömata zooplankterite osakesed akumuleeruvad aegamööda järvesetetes ning uurides settest võetud puursüdamikke, on võimalik saada järve zooplanktoni kohta ajas tagasiulatuvat teavet. Zooplanktoni kooslused on väga dünaamilised ning reageerivad kiiresti muutustele neid ümbritsevas keskkonnas. Seega saame me zooplanktonit uurides teavet nii järve praeguse kui ka ajaloolise ökoloogilise seisundi kohta. Käesoleva doktoritöö eesmärkideks oli leida seoseid järve ökoloogilise seisundi ja zooplanktoni koosluse struktuuri vahel, kalade maosisaldisi uurides jälgida planktontoiduliste kalade kiskluse mõju veekogu toiduahelatele ja hinnata põllumajanduse ajaloolist mõju järve veekvaliteedile, kasutades selleks järvesetetes leiduvaid zooplankterite jäänuseid. Töö tulemusena leiti, et hüdoriidide (Chydoridae) kooslusi mõjutavad Euroopa madalates järvedes kõige enam laiuskraad, temperatuur, pH ja toiteainete sisaldus. Makrofüüdijärves suurendab vesikirbuliste toitumissurve suve alguses vee läbipaistvust ja algatab “selge vee” perioodi, samas tagavad teised faktorid suvekuudel “selge vee” perioodi püsimise. Uurides kalade toitumist zooplanktonist leiti, et samasuvine peipsi tint toitub Peipsi järves peamiselt zooplanktonist, põhiliselt aerjalgsetest ja vesikirbulistest ning eelistab selgelt vesikirbulisi aerjalgsetele. Kalade kisksurve metazooplanktonile soodustab protozooplanktoni arengut ning muudab mikroobse lingu suhteliselt tugevamaks. Olukordades, kus plankton­toidulised kalad puuduvad, määrab veekogu toiduahela struktuuri metazooplanktoni liigiline koosseis (eriti suurte röövtoiduliste vormide esinemine). Rõuge Tõugjärve setetest leitud vesikirbuliste jäänuseid saab kasutada uuri­maks ajaloolisis muutusi järve vee kavaliteedis. Vesikirbuliste liigilise koos­luse muutused näitavad kätte ajaloolised nihked järve toitelisuses, osutades inimtegevuse mõjul alanud eutrofeerumistele ning tervenemistele aja­vahe­mikul 1650–1990 m.a.j.Zooplankton is a crucial link in lake food chains. The capacity of zooplankter to utilize primary producers and their suitability as food for fish determines the efficiency of the lake food web. The more of the organic matter assimilated by algae that reaches the fish, the more efficient the food chain becomes. The remains of uneaten zooplankters accumulate in the lake sediment and can be back-tracked in sediment cores. Zooplankton communities are very dynamic and can respond to changes in the environment. Therefore a lake’s zooplankton provides us with information about both its present and past states. The aims of the present study were to assess the relationship between lake ecological quality and zooplankton (especially Chydoridae) assemblages, to follow the effect of planktivorous fish predation on food web structure on the basis of the fish gut contents and to estimate the past impact of agriculture on lake water quality using zooplankton from lake sediment as a high-resolution proxy. The results showed that latitude, temperature, pH and nutrient status are the most important factors determining the distribution of chydorid assemblages of European shallow lakes. Grazing of cladocerans on phytoplankton is responsible for initiating the increase in water transparency and development of clear-water status in the macrophyte-dominated lake in early summer, while other factors support the maintenance of the clear-water phase throughout the summer period. Studying the fish consumption on zooplankton showed that young of the year smelt in Lake Peipsi mainly consumed zooplankton, especially cladocerans and copepods, but not rotifers. Smelt preferred cladocerans to copepods. The feeding impact of planktivorous fish on metazooplankton favoured protozooplankton and made the microbial food web relatively stronger. In situations where no planktivorous fish are present, the metazooplankton species composition (and especially the presence of large predaceous species) determines the food web structure. Cladoceran remains proved to be a useful proxy for studying historical water quality changes in Lake Rõuge Tõugjärv. Changes in the cladoceran species composition in the varved lake sediment indicated historical changes in lake trophic status, revealing the human-induced eutrophication and recovery events during 1650–1990 A.D.