Zooplankton community structure, population dynamics and production and its relation to abiotic and biotic factors in Lake Ziway, Ethiopia

Quantitative Langzeituntersuchungen über das Zooplankton äthiopischer Gewässer, deren Probenentnahmen in kurzen Zeitintervallen erfolgten, sind eher selten, Angaben über die Sekundärproduktion sind eine Rarität. Aus diesem Grunde wurde das Zooplankton im See Ziway, einem trüben Flachsee des ethiopischen Grabenbruches, untersucht, die saisonale Entwicklung und die steuernden abiotischen und biotischen Faktoren beschrieben und die planktische Sekundärproduktion der wichtigsten Vertreter der Zooplanktongemeinschaft berechnet. Die Untersuchungen wurden von Oktober 2008 bis September 2009, basierend auf 14-tägigem Probenintervall, durchgeführt; die Probenentnahmen erfolgten mit einem 10-Liter Schindler-Schöpfer und Planktonnetzen einer Maschenweite von 40 und 100 µm. Trockengewichte und Entwicklungszeiten der einzelnen Arten und Entwicklungsstadien wurden im Labor ermittelt. Die Verbindung der Feld- mit den Labordaten ermöglichte die Beschreibung der Populationsdynamik und die Berechnung der Sekundärproduktion. Abiotische Parameter wie die Wassertemperatur, Sauerstoff (ausgenommen die Bereiche mit dichtem Makrophytenbewuchs) und pH ließen keine ausgeprägten Unterschiede im Verlaufe der Untersuchung erkennen; dafür zeichnet die fast ständige windbedingte Durchmischung des Wasserkörpers verantwortlich. Die Sichttiefe hingegen ließ klare Unterschiede zwischen Trocken- und Regenzeit erkennen. Der mit den Niederschlägen einhergehende Anstieg der im Wasser suspendierten Partikel ist für den See charakteristisch und führt zu Auswirkungen im physikalisch-chemischen Bereich und in den Lebensgemeinschaften. Das Phytoplankton des Ziway bestand vor allem aus koloniebildenden (Microcystis spp.) und fädigen Arten (Anabaena sp., Oscillatoria sp.). Die Chlorophyll a-Werte schwankten zwischen 6,8 µg.l-1 und 59,4 µg.l-1, die Maxima wurden kurz vor der Regenzeit gemessen. Das Zooplankton des Ziway entsprach den Erwartungen von tropischen Seen, Rotatorien dominierten (49 Arten), 10 Crustaceenarten (3 Cyclops spp., 7 Cladocera) ergänzten die Artenzahl. Die Rotatorien bildeten 43% der Individuendichte, Brachionus spp. und Keratella spp. waren vorherrschend. Thermocyclops decipiens war die wichtigste Crustaceenart, dazu traten die Cladoceren Moina micrura, Diaphanosoma excisum, Ceriodaphnia cornuta und Daphnia barbata in Erscheinung. Große Daphnien und calanoide Copepoden fehlten. C. cornuta und D. barbata verschwanden aus dem Plankton mit abnehmender Sichttiefe. Neu für den Ziway waren die Funde von Pseudosida szalayi und Chaoborus sp. Die Bedeutung der Sammelstrategie und vor allem der zeitlichen Abfolge der Proben-entnahmen konnte durch einen Vergleich von einmonatiger mit 14-tägiger Beprobung aufgezeigt werden. Auch die horizontalen Unterschiede (Uferbereich – offener See) im Vorkommen der einzelnen Arten konnten klar dargestellt werden. So wurde Alona nicht wie in früheren Untersuchungen im Freiwasser vorherrschend gefunden sondern im Uferbereich. Die großen und eitragenden Weibchen von Mesocyclops aequatorialis waren in den Uferbereichen seltener als im Freiwasser. Klare Vertikalverteilungen waren gleichfalls feststellbar. Eitragende Copepoden waren im Freiwasser tagsüber in den tieferen Wasserschichten zu finden, in der Nacht wanderten diese Tiere in die oberflächlichen Wasserschichten. Räuberdruck von Chaoborus und Fischen (Tilapia, catfish) scheint der Auslöser für dieses Verhalten zu sein. Rotatorien und Copepoden bildeten 96% der Zooplanktonabundanz. Die Zooplankton-biomasse (Jahresdurchschnitt: 91 mg dw.m-3) prägten die Copepoden, der Beitrag der Rotatorien und Cladoceren lag bei 14%. Die Cladocerenbiomasse nahm gegen die Regenzeit hin deutlich ab, jene der Copepoden stieg hingegen in der Zeit an. Eine Korrelationsanalyse bestätigt die stark positive Beziehung zwischen zunehmender Sichttiefe (in der Trockenzeit) und Cladocerenbestand und zwischen Chlorophyll a (Maxima knapp vor der Regenzeit) und Copepodenbestand. Für die Dominanz kleiner Arten und junger Entwicklungsstadien scheint der Räuberdruck verantwortlich zu sein. Embryonale und postembryonale Entwicklungszeiten von Ceriodaphnia cornuta, Moina micrura, Mesocyclops aequatorialis und Thermocyclops decipiens wurden experimentell für einen Temperaturbereich von 21,3°C – 25,1°C ermittelt. Kulturen von Diaphanosoma excisum und Daphnia barbata waren nicht erfolgreich. Die Beziehung zwischen Temperatur und den jeweiligen Entwicklungszeiten konnten mit einer quadratischen Regression sehr gut beschrieben werden. Die Ergebnisse stimmten großteils sehr gut mit den Ergebnissen von Populationen aus anderen tropischen Gewässern überein. Die Produktion von Moina micrura, Mesocyclops aequatorialis und Thermocyclops decipiens wurde mittels der „growth increment“ (Winberg)-Methode berechnet. Die beiden Copepoden des Ziway bildeten 84% der Crustaceenproduktion. Die Produktion von M. micrura war während der Trockenzeit 2,3 mal höher als während der Regenzeit, die 2 Copepoden hingegen waren in der Regenzeit doppelt so produktiv wie in der Trockenzeit. Die Jahresproduktion der drei Crustaceen betrug 3,2 g dw.m-3, die Jahres-P/B-Rate 38,7. Die relativ geringe Produktion und die doch hohe P/B-Rate erklären sich aus der Dominanz von kleinen Zooplanktern und deren postembryonalen Entwicklungsstadien (geringe Biomasse) und den, der kontinuierlich hohen Temperatur entsprechenden, kurzen Entwicklungszeiten. „Bottom up“ (Qualität der Nahrung) und „top down“ (Räuberdruck durch Chaoborus und Fische) Kontrolle, hoher Gehalt an suspendierten Partikeln und ein dichter Makrophyten-bestand im Uferbereich sind jene Faktoren, die die Entwicklung des Zooplanktons im Ziway (Populationsstruktur, Vorkommen, Produktion) steuern.