WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |

На правах рукописи

КОРЯКИНА

Елена Анатольевна

РЕГИОНАЛЬНАЯ ОСОБЕННОСТЬ ПЕРВИЧНОЙ

ПРОДУКЦИИ ОЗЕРА АРАХЛЕЙ

(ЗАБАЙКАЛЬЕ)

03.00.18 Гидробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Санкт-Петербург

2009

Работа выполнена в Институте природных ресурсов, экологии и криологии Сибирского отделения Российской Академии наук

Научный руководитель:
доктор биологических наук В.В. Бульон

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор И.С. Трифонова
кандидат биологических наук Т.В. Терешенкова

Ведущая организация:
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН


Защита диссертации состоится «____» _____________ 2009 г. в 14 00 часов на заседании диссертационного совета Д 002.223.02 при Зоологическом институте РАН по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб.,
д. 1, факс (812)328-4921.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Зоологического института РАН

Автореферат разослан «____» __________________2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета

доктор биологических наук

В.Г. Сидилева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Определение первичной продукции планктона – необходимый инструмент гидробиологических исследований и, в особенности, если эти исследования направлены на решение проблемы эвтрофирования озер. В отношении озера Арахлей эта проблема чрезвычайно важна, так оно все в большей степени эксплуатируется как рекреационный объект. Кроме того, первичная продукция применяется для прогноза рыбопродуктивности водоемов и обоснования объемов рыбного промысла, которые не привели бы к подрыву рыбных запасов.

Эти две главные проблемы, связанные с использованием озера в рекреационном и рыбопромысловом направлениях, приобрели в последние годы особую остроту в связи с тем, что Ивано-Арахлейские озера вошли в зону государственного природного заказника, территория которого является частью бассейна оз. Байкал. Особенность этого заказника в том, что здесь, пожалуй, впервые в природоохранной практике России делается попытка сбалансировать хозяйственные и средообразующие функции охраняемой территории. В связи со сказанным чрезвычайно актуально для контроля качества воды в озере проводить систематические наблюдения за первичной продукцией планктона.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы – оценить современное состояние первичной продукции оз. Арахлей, ее пространственно-временного распределения, деструкции органического вещества и содержания хлорофилла а в планктоне и выявить особенности продуцирования органического вещества в условиях резко-континентального климата. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

  1. Изучить сезонные изменения и пространственное распределение первичной продукции планктона и содержания хлорофилла а и установить вклад подледного фотосинтеза в годовую первичную продукцию.
  2. Определить соотношение между первичной продукцией и деструкцией органического вещества, чтобы оценить значение иных источников органического вещества для продукционного потенциала озера.
  3. Определить содержание общей взвеси и взвешенного органического вещества в озере, которые могут быть использованы в качестве дополнительных показателей трофического состояния озера.
  4. На основе годовых величин первичной продукции, содержания хлорофилла а и взвешенных веществ дать оценку трофического статуса озера Арахлей на современном этапе.
  5. Оценить эффективность трансформации первичной продукции планктона в промысловую продукцию, оцениваемую через вылов рыб.

Защищаемые положения.

  1. Характерной региональной особенностью является продуцирование фитопланктона в течение подледного периода.
  2. Уровень годовой первичной продукции в малоснежные годы на 1/3 выше по сравнению с многоснежными годами.
  3. Сезонный ход продукции характеризуется одновершинной кривой с максимумом в августе.
  4. По различным показателям, характеризующим трофический статус водоемов (суточная продукция, концентрация в воде хлорофилла, общего фосфора и взвешенного органического вещества) оз. Арахлей относится к группе озер мезотрофного типа.

Научная новизна и теоретическое значение. Оз. Арахлей, которое входит в систему Ивано-Арахлейских озер Забайкалья, представляет интерес в силу специфических черт данного региона. Озеро находится в условиях резко континентального климата, что оказывает влияние на биологические процессы в водоеме. Характерной региональной особенностью является продуцирование всех групп водной растительности в течение подледного периода. Проведена оценка биологической продуктивности и трофического статуса озера. Выделен главный абиотический фактор (подледная инсоляция, достаточная для поддержания фотосинтеза зимой), определяющий уровень первичной продукции планктона. Показано, что «классические» представления о трофической классификации озерных экосистем в значительной мере нарушаются под влиянием климатических особенностей рассматриваемого региона.

После 20-летнего перерыва возобновлены исследования концентрации хлорофилла в планктоне. Впервые для озера Арахлей определено содержание общей взвеси (сестона) и взвешенного органического вещества. Эти показатели послужили дополнительными критериями трофического статуса оз. Арахлей.

Практическая значимость. Оз. Арахлей, как и другие озера Ивано-Арахлейской системы, имеет рыбохозяйственное значение, поэтому данные о первичной продукции планктона необходимы для прогноза допустимого вылова рыб без ущерба для экосистемы. Следует также подчеркнуть, что озеро расположено на территории Ивано-Арахлейского государственного природного заказника. В связи с этим возобновление исследований первичной продукции планктона (после длительного перерыва) имеет важное практическое значение для контроля над антропогенным давлением на озеро и окружающий его ландшафт. Материалы работы могут быть использованы при составлении учебных курсов по экологии и гидробиологии.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждены на Международной конференции «Первичная продукция водных экосистем» (Борок, 2004), научной конференции «Фундаментальные проблемы изучения и использования воды и водных ресурсов» (Иркутск, 2005), международная конференция, посвященная 100 – летию со дня рождения профессора Г. Г. Винберга «Водная экология на заре 21 века» (Санкт – Петербург, 2005), на Всероссийской конференции с международным участием «Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии » (Улан – Удэ, 2006), научной конференции «Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований» (Чита, 2006), IX съезде Гидробиологического общества РАН (Тольятти, 2006), на международной конференции «Биоиндикация в экологическом мониторинге пресноводных экосистем» (Санкт – Петербург, 2006), на научных семинарах лаборатории пресноводной и экспериментальной гидробиологии Зоологического института РАН (2006), на научных семинарах лаборатории водных экосистем (2004, 2005, 2006, 2007, 2008) и вошли в отчеты о выполнении плана научно-исследовательских работ ИПРЭК СО РАН за 2006-2008 гг.

Публикации: По теме диссертации опубликовано 15 работ, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 120 страницах, включает 15 таблиц, 23 рисунка. Состоит из введения, 5-ти глав и выводов. Список литературы включает 159 наименований, из них 19 иностранных источников.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.б.н. В.В. Бульону и к.б.н. М.Ц. Итигиловой за их критические замечания, всестороннюю помощь и поддержку. Считаю необходимым поблагодарить своих родителей и мужа за терпение, поддержку и помощь. Выражаю искреннюю признательность Л.П. Умновой (ЗИН РАН) и сотрудникам ИПРЭК СО РАН за помощь, оказанную на разных этапах работы - к.б.н. Б.Б. Базаровой, к.б.н. Е.Б. Матюгиной, к.б.н. А.П. Куклину, Е.П. Горлачевой, Е.Ю. Афониной, Н.А. Ташлыковой, С.В. Борзенко, В.В. Перфильевой. Благодарю В.Н. Субботину за помощь в определении гидрохимических показателей, П.В. Матафонова и Д.В. Матафонова за помощь в проведении экспедиционных работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Общая характеристика озера и его водосбора

    1. История изучения Ивано Арахлейских озер

Приводятся исторические сведения по литературным источникам об открытии озер Ивано – Арахлейской системы, первых исследователях. О начале рыбохозяйственных работ. Основные материалы этих экспедиций представлены в монографии М.М. Кожова (1950). Впервые первичная продукция планктона Ивано – Арахлейских озер изучалась в 1966 г. Е. И. Бондаревой, А.Б. Шишкиным (Бондарева, 1974). Большой вклад в изучение пространственно – временного распределения фитопланктона внесла Т.Н. Морозова, высшей водной растительности - З.Ф. Владимирова (Владимирова, 1970), Б.И. Дулепова (Дулепова, 1966). С середины 70-х годов до конца 80-х изучением структурно – функциональных характеристик фитопланктона занималась З.П. Оглы (Оглы, 1993), макрофитами – Л. Н. Золотарева (1977). Позже исследования первичной продукции возобновились в 1998-1999 гг. А.П. Куклиным (Куклин, 2002), высшей водной растительности – Б.Б. Базаровой (Базарова, 2002).

    1. Географическая, климатическая и гидрологическая характеристика

Озеро Арахлей относится к группе Ивано-Арахлейских озер расположенных на территории Ивано – Арахлейского государственного природно – ландшафтного заказника. Озера расположены между координатами 5218-5210 с.ш. и 11243-13304 в.д. на юге Витимского плоскогорья. Почвы, окружающие озеро, бедны подвижными формами азота и фосфора. Это обуславливает низкое содержание растворенных минеральных веществ, в том числе и биогенных элементов в водах поверхностного стока. Отсутствие больших массивов окультуренных почв и болот делает их бедными также и растворенным органическим веществом. Среди Ивано-Арахлейских озер Арахлей самое крупное озеро.

Таблица 1

Основные морфометрические и гидрологические характеристики

оз. Арахлей.

Характеристика

Показатели

Площадь, км2

Длина, км

Ширина (средняя), км

Средняя глубина, м

Максимальная глубина, м

Длина береговой линии, км

Площадь водосбора, км2

Удельный водосбор, Куд

Коэффициент условного водообмена, Кв

59

11

5,3

10,2

17,0

29,0

256

4,3

0,055

Основной грунт озера - ил, с большим количеством органических веществ, в котором отмечается высокое содержание азота и фосфора.

Климатические условия. Климат Юго – восточного Забайкалья ультраконтинентальный вследствие расположения региона в умеренных широтах, удаленности от океанов, горнокотловинного рельефа и закономерностей циркуляции атмосферы. Для района характерна высокая амплитуда колебаний температур воздуха (до 90С). Среднегодовая температура воздуха отрицательная (-3,2С). Продолжительность солнечного сияния составляет 2510-2796 часов, суммарная радиация – 100-110 ккал/см2 с максимумом в июне (Зильберштейн, Залозная, 1967). Освобождение озера ото льда происходит в начале июня. Формирование термического режима в период открытой воды определяется в основном метеорологическими условиями. Наиболее часто в районе расположения озера в летние месяцы наблюдаются сильные ветры и относительно низкая температура воздуха, особенно в ночное время в июне; теплая штилевая погода – в июле, и частые дожди в августе. В период открытой воды в оз. Арахлей устойчивая температурная стратификация. Разница температур поверхностных и придонных слоев воды достигает в августе 9С. В конце августа – начале сентября устойчивая стратификация нарушается вследствие охлаждения воды.

Ледовый режим. Средняя дата замерзания озера – вторая половина октября. Продолжительность подледного периода составляет около 7,5 месяцев. Толщина льда достигает 150 см.

Зимы в Забайкалье бывают малоснежными, тогда выпавший на поверхность льда снег сгоняется ветрами в заструги высотой 5-10 см, между которыми остаются пятна свободного от снега льда (временами до 80 % площади), либо многоснежными, тогда вся поверхность льда покрыта слоем снега в 3-8 см. По своей структуре озерный лед состоит из крупных кристаллов без видимых границ между ними, ориентированных геометрическими и оптическими осями нормально к плоскости замерзания. При такой скрытокристаллической структуре ледяной покров обладает высокой прозрачностью.

Биологические сезоны. Биологическое лето в оз. Арахлей короткое: 2-2,5 месяца (Горлачев, 1972; Морозова, 1972), но с высокими температурами воды - 20С и более. Такой же короткой оказывается и гидробиологическая зима. Гидробиологическая осень здесь удлиняется до 3-4 месяцев за счет начального этапа подледного периода (ноябрь-декабрь). Наиболее длительным сезоном оказывается весна - до 5 месяцев. Биологические сезоны Ивано-Арахлейских озер имеют большое сходство с биологическими сезонами оз. Байкал (Кожов, 1955) в силу общности климатической ситуации.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»