Understanding the problems of inland waters: case study

Diversity and Abundance of Zooplankton in Surface Offshore Waters of the South 
Caspian Sea  
 
Reza Rahnama
1
. MirMahmoud Seyed valizadeh
2
, Ali Hamzehpour
3
, Kazem Darvish 
bastami
4
, Hossein Farjami
5
, Hossein Bagheri
6
 
 
1,2,3,4,5,6
  Iranian National Institute for Oceanography and Atmospheric Science (INIOAS). No. 3, 
Etemadzadeh St., Fatemi Ave., Tehran, 1411813389, IR Iran. 
* Corresponding author, Email: [e-mail] 
 
Keywords: Plankton- Cladocera- Copepod- Diversity- Abundance 
 
Introduction: 
The Caspian Sea is the biggest land-locked saltwater lake in the world with a catchment area of 3.5 
million km
2 
 
(Mamaev,  2002). It is located between 36° N and 62°N.The basin of Caspian Sea is 
divided into three distinct physical regions: Northern, Middle, and Southern Caspian. The northern 
Caspian that only include the Caspian shelf is very shallow and accounts for less than 1% of the 
total water volume. The middle Caspian accounts for 33% of the total water volume. The southern 
Caspian is the deepest with oceanic depths of over 1000 m and accounts 66% of the total water 
volume. (Kosarev and Yablonskaya, 1994; Aladin and Plotnikov, 2004). Environmental conditions in 
the Caspian Sea significantly changed  under the impact of  human activities.  Caspian Sea has 
significantly altered during the past 30 years, apart from natural changes attributable largely to 
sea level variability  (Rodionov,  1994).  Anthropogenic  pollution is a significant threat on the 
biodiversity of  the Caspian Sea  (Salmanov,  1999;  Aladin  and  Plotnikov;  2004).  Impacts on the 
ecosystem notably  are  from domestic pollutants including various detergents,  industrial 
pollutants,  especially heavy metals and  agricultural pollutants, in particular nutrients owing to 
over fertilization and pesticides. The faunal composition of Caspian Sea has changed totally during 
last decades  (since 1970)  because of its water level fluctuations, human manipulation and the 
entrance of an alien invasive species of a Ctenophore jellyfish.  
Material and Methods: 
The  study  was  carried out in offshore water of south Caspian Sea (Fig.  1). One transect with 8 
stations were selected. The distance among sampling stations was 30 km. sampling was conducted 
in winter season (April 2014). Samples collected in both day and night [7 stations at day and in 1 
station (S
5
) at night]. 
 
 
Figure 1. Map of sampling stations in the south Caspian Sea waters. 
35

---

Samples  were collected by zooplankton net (100  μm  mesh  with  a  0.36  m  mouth  diameter) by 
vertical hauling from10m depth. After collecting, specimens were preserved in a 4% formaldehyde 
seawater solution. In the laboratory samples were studied in a Bogarov tray contained 0.5 ml of 
each sample. Biomass of zooplankton was estimated from the shape of each species (Petipa 1957) 
and an invert microscope was used for identifying them.  
 
Results: 
Physico-chemical parameters of sea water are shown in (Fig.  2).  In this study a  total number 4 
Holopelankton and 6 meroplankton were identified, including: (Acartia tonsa and Nauplius of A. 
tonsa; Copepoda – Asplanchna  priodonta; Rotifera – Podon polyphemoides; Cladocera - Larvae of 
Nereis diversicolor; Nereididae - Cypris, nauplius and cirrus stages of Balanus improvises; Cirripedia 
-  Lamellibranch larvae;  bivalvia  and Fish larvae).  As shown, Acartia tonsa  has the highest 
abundance at station 5 (1545±181 ind.m
-3
) followed by Nauplis of A. tonsa (1168±232 ind.m-3) at 
the same station. The lowest abundance belongs to Cypris of Balanus improvisus (64±22 ind.m
-3
) 
at station 4. Among all stations, S
5/N
 has the highest abundance of total zooplanktons (426±524 
ind.m
-3
) and S
8
 has the lowest abundance of total zooplanktons (43±48 ind.m
-3
). 
 
 
Figure 2. Physico-chemical parameters measured in all stations. 
 
Discussion: 
In this study the abundance, biomass and species composition of zooplankton in the southern part 
of Caspian Sea were investigated. The last  station (S
8
) was very close to border of south and 
middle Caspian. Based on our results, abundance of zooplankton significantly correlated with the 
physico-chemical parameters of water, except in the case of pH. While, this correlations did not 
found for  copepods, and they did not  showed  significant correlation with any of measured 
parameters. It seems that after invasion of M. leidyi, composition and abundance of zooplankton 
in south Caspian Sea waters greatly changed. Some of the species have been vanished from 
ecosystem and some others have been dominant. Generally, invasive ctenophore deeply affected 
on planktonic community and ultimately on total food chain of Caspian Sea.  
 
Acknowledgements 
This study was part of the biological and hydro-chemical studies of “Caspian Sea environmental 
monitoring”  founded and supported by Iranian National Institute for Oceanography and 
Atmospheric Science (INIOAS).  
 
 
 
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
S1
S2
S3
S4
S5/N
S6
S7
S8
DO
pH
Salinity
Temperature
Station
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
S1
S2
S3
S4
S5/N
S6
S7
S8
DO
pH
Salinity
Temperature
Station
36

---