Research Paper

Do separated taxa react differently to a long-term salinity increase? The meiobenthos changes in Bay Sivash, largest hypersaline lagoon worldwide

Des taxons différents réagissent-ils différemment à une augmentation de la salinité à long terme ? Le meiobenthos change à Bay Sivash, le plus grand lagon hypersalin du monde

¹ A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the Southern Seas of RAS, 2 Nakhimov av., 299011 Sevastopol, Russia
² Marine Hydrophysical Institute, Russian Academy of Sciences, 2 Kapitanskaya St., 299011 Sevastopol, Russia
³ Sevastopol Branch of the N.N. Zubov State Oceanographic Institute, 61 Sovetskaya St., 299011 Sevastopol, Russia

^* Corresponding author: lena_anufriieva@mail.ru

Received: 31 May 2019
Accepted: 29 July 2019

Abstract

In the world's largest hypersaline lagoon Bay Sivash, its ecosystem twice transformed from a previous state to a new one due to human intervention. Before the North Crimean Canal construction, it was hypersaline (average salinity of 140 g l⁻¹). The canal was built between 1963 and 1975, which resulted in intensive development of irrigated agriculture discharging drainage water into the bay. Between 1988 and 2013, salinity gradually dropped to average of 18–23 g l⁻¹; a new ecosystem with a different biotic composition formed. In April 2014, the supply of Dnieper water into the North Crimean Canal ceased. This resulted in a gradual salinity increase in the bay to an average of 52 g l⁻¹ in 2015. The start of second ecosystem shift was observed in 2015. In 2018, TSS, DOM and meiobenthos were studied in a salinity gradient from 30 to 88 g l⁻¹. There was an increase in TSS and DOM with increasing salinity. The meiobenthos structure was significantly different in the bottom community and floating mats of filamentous green algae. No correlation was recorded between the number of meiobenthic macrotaxa in the sample and salinity. From 2013 to 2018, changes were seen in the taxocene structure of Nematoda and Harpacticoida. Changes in Nematoda were more dramatic and prolonged than in Harpacticoida. The structure of the Harpacticoida and Ostracoda taxocenes are less variable and more stable than that of the Nematoda taxocene. One of the reasons may be more mobility of Harpacticoida/Ostracoda than Nematoda and/or better osmoadaptation mechanisms.

Résumé

Dans la plus grande lagune hypersaline du monde, la baie de Sivash, son écosystème s'est transformé à deux reprises d'un état antérieur à un nouvel état grâce à l'intervention humaine. Avant la construction du canal de Crimée-Nord, il était hypersalin (salinité moyenne de 140 g l⁻¹). Le canal a été construit entre 1963 et 1975, ce qui a entraîné un développement intensif de l'agriculture irriguée et le déversement des eaux de drainage dans la baie. Entre 1988 et 2013, la salinité est progressivement tombée à une moyenne de 18–23 g l⁻¹; un nouvel écosystème avec une composition biotique différente s'est formé. En avril 2014, l'approvisionnement en eau du Dniepr dans le canal de Crimée-Nord a cessé. Il en a résulté une augmentation graduelle de la salinité dans la baie, qui a atteint une moyenne de 52 g l⁻¹ en 2015. Le début du deuxième changement d'écosystème a été observé en 2015. En 2018, le TSS, le DOM et le meiobenthos ont été étudiés dans un gradient de salinité de 30 à 88 g l⁻¹. Il y a eu une augmentation des SCT et des DOM avec l'augmentation de la salinité. La structure du meiobenthos était très différente dans la communauté du fond et dans les tapis flottants d'algues vertes filamenteuses. Aucune corrélation n'a été enregistrée entre le nombre de macrotaxa meiobenthiques dans l'échantillon et la salinité. De 2013 à 2018, des changements ont été observés dans la structure taxocène de Nematoda et Harpacticoida. Les changements de Nematoda ont été plus spectaculaires et prolongés que ceux des Harpacticoida. La structure des taxocènes Harpacticoida et Ostracoda est moins variable et plus stable que celle du taxocène Nematoda. Une des raisons peut être une plus grande mobilité des Harpacticoida/Ostracoda que des Nematoda et/ou de meilleurs mécanismes d'osmoadaptation.