WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     ||
|
  • резкоконтинентальныйклимат с максимальными для северногополушария годовыми колебаниямитемпературы при сравнительно маломколичестве выпадающих осадков;
  • широкое развитиетермокарстовых озер, расположенных вобласти распространения многолетнеймерзлоты, и испытывающих воздействиепроцессов криогенного выветривания икриолитогенеза;
  • по годовому количествуосадков центральная часть Якутииприближается к степным и полупустыннымрайонам, где за теплый период года(апрель-октябрь) приходится 75-85 % годовогоколичества осадков;
  • сочетание высокихтемператур (абсолютный зарегистрированныймаксимум 39)с незначительным выпадениемосадков (250-300 мм в год) в летний периодспособствует усыханию большинствазамкнутых термокарстовых озер в аласнойстадии их развития;
  • уровенный режим озерцентральной части Якутии характеризуется,прежде всего, весенним подъемом (в началемая), обусловленным притоком воды отснеготаяния. Максимальные уровни на озерахнаб­людаютсяв июне, с июля - падение уровня,обусловленное потерями воды на испарение.Наименьшие уровни воды наблюда­ются в зимнийпериод года (ноябрь-апрель);
  • изменение температурыводы является важным фактором,определяющим интенсивность жизненныхпроцессов гидробионтов озерных экосистем.Температурный режим озера в основномопределяется той высотой, на которой онорасположено, и изменяется врегионе +250Сдо 00С.

Вторая глава посвящена материалам и методамисследования диатомовых водорослей вдонных отложенияхозер. Основной фактический материалсобран и обработан автором в период с 1990 по2006 гг. в рамках полевых исследованийЛаборатории озероведения ЯГУ и Институтаприкладной экологии Севера, с 2003 года - всовместных экспедицияхРоссийско-Германского сотрудничества с AWI.Исследования охватили: 1) поверхностныепробы озерных осадков (1-2 см) длясоставления калибровочного банка данныхлимнологических переменных; 2)ненарушенные колонки донных отложенийнаиболее типичных озер Якутии для изученияэтапов развития климата в голоцене.

Изученные озера (199)расположены между 11001- 16058 в.д. и 5621- 7250с.ш., что составляет с запада навосток на 2,25 тыс. км, а с севера на юг на 3,54тыс. км (рис.1). Амплитуда высотместонахождения озер находится впределах от 3 до 1330 м над уровнем моря.

Поверхностные пробыотбирались в летнее время с лодкидночерпателем Рутнера и грунтовой трубкойWITEC (Австрия)из самых глубоких частей озер. Бурениедонных отложений озер осуществлялось вмарте-апреле со льда при помощи ручногобура ТБГ-1 и бура ИТАН (Института торфа),усовершенствованного Лабораториейозероведения БелГУ (г. Минск) и буровойустановки ударно-канатного типа WITEC. Пробы воды наанализ из каждого озера отбирались сглубины 0,5 м. В полевых условияхопределялись содержание растворенногокислорода, углекислого газа, рН,прозрачность (по диску Секки),электропроводность (величина, обратнаясопротивлению), содержание железа постандартным методикам. Химический анализводы проводился в лабораториях ИПЭС иAWI.

Рис.1.Карта-схема района исследования.

Всего автором собрано иобработано свыше 1500 препаратовповерхностных проб на диатомовый анализ.Из 19 колонок донных отложений отобраныпробы с озер интервалом от 1 до 20 см иобработано около 1200 препаратов. Выполненгрупповой биологический анализ по методуН.В. Корде (1963) для некоторых озер.Большинство датировок на 14С, используемое вработе, получено в рамкахРоссийско-Германского сотрудничества с AWI.Химический анализ и гранулометрическийсостав донных отложений озер выполнены вЛаборатории озероведения ЯГУ.

Образцы на диатомовыйанализ готовились по общепринятойметодике (Общие…, 1986; Давыдова, 1985). Дляопределения тонкой структуры створок имелких форм диатомей был использованмикроскоп ZEISS (Потсдам, AWI).Микрофотографии выполнены в сканирующемэлектронном микроскопе Leo 1420 (Институтбиологии внутренних вод РАН, Борок,Ярославская обл.).

Определение иклассификация водорослей проведеныавтором с использованием отечественныхопределителей, зарубежных сводок исистемы, разработанной коллективомавторов (Ди­атомовые водоросли СССР, 1988, 1992),с учетом системы Round, Grawford, Mann (1990).

При экологическойхарактеристике ДК использованы данные науровне внутривидовых таксонов у видов,обладающих разными экологическимипоказателями с их разновидностями.Структура ДК в пробах рассматривалась почетырем группам признаков: 1) поприуроченности диатомей к различнымбиотопам (планктонные, донные иобрастатели); 2) по отношению к соленостивод (галофобные, индифферентные,галофильные, мезогалобные); 3) по отношениюк рН вод (ацидофильные, ацидобионтные,нейтральные, алкалифильные, алкабионтные);4) по географической приуроченностидиатомей (арктоальпийские, бореальные икосмополитные).

Индикаторы соленостиводы определяли по системе Р. Кольбе (Kolbe,1927), в модификации Ф. Хустедта (Hustedt, 1957).Распределение видов по отношению кактивной реакции среды осуществляли поклассификации Ф. Хустедта (Hustedt, 1938-1939).Эколого-географическая характеристикадиатомовых водорослей приведена политературным данным (Прошкина-Лавренко, 1953;Давыдова, 1985; Лосева и др., 2004; Трифонова идр., 2004) и на основе отечественныхопределителей.

В работе широкоиспользовались разнообразные методыисследования (эколого-флористический,картографический, методы математическойстатистики, многомерной классификации ипространственного анализа, в том числе сприменением различных индексовбиоразнообразия). Новым методическимаспектом в исследованиях явилосьиспользование многомерногоординационного анализа в программе CANOCO 4.53(ter Braak, Smilauer, 1998).

Статистическаяинформационная матрица состояла из 496видов диатомей и 34 экологическихпараметров изученных 199 озер. Из которыхсоставлены три набора матрицы,обозначенные как "всего набора озер ","электропроводность" и "Tиюля".

В наших исследованияхвместо температуры воды, использованыданные среднеиюльской температуры воздуха(Тиюля)местных метеорологических станций,рассчитанные по базе данных «The Gridded СlimateData» (New et al., 2002), замеренных на высоте 2 м вышеуровня грунта стандартнымиметерологическими методами. Для каждогоозера температура воздуха рассчитанаинтерполяцией высоты над уровнем моря иудаленности от морского побережья.

Для работы с пакетамипрограмм создана основная матрица "весьнабор озер " (199 озер) и были отдельнорассмотрены две разные группы. В набор по"Tиюля" быливключены озера с показателями pH воды между6 и 8 и электропроводностью менее 500 мкС/см(или с общей минерализацией воды менее 325мг/л). Из типового набора озер этимкритериям отвечали 62 озера. Пробыдонных осадков из центральной части Якутии(Якутская область и Лено-Амгинскоемеждуречье) составили третий набор озер (56)"электропроводность".

Были использованы дваординационных метода – неотклоняемыйанализ соответствий (Detrended Correspondence Analysis– далее DCA) иканонический анализ соответствий (CanonicalCorrespondence Analysis – далее CCA), в результате чегополучены три варианта ординации видов.

Впервые в программе С2версия 1,3 (Juggins, 2003) выполненарегрессионно-калибровочная модель дляпрогноза прямого абиотического фактора сиспользованием техники взвешенногоусреднения, где взвешенное среднее число(WA) оптимума и толерантностей (ter Braak & Looman,1986, Birks et al., 1990), выражено как оценка,суммирование диапазона изменения вответах таксона на экологическиепеременные.

Метод взвешенногоусреднения исходит из предположения, чтовиды достигают максимального обилия приоптимальном наборе условий среды, ипозволяет количественно оценить положениеоптимумов и диапазоны толерантности видовпо отношению к абиотическим факторам (Birks etal., 1990). Вывод количественных значенийабиотических факторов по видовойструктуре с использованием техникивзвешенного усреднения включает двапоследовательных этапа – регрессионный икалибровочный (Birks, 1995). Для построениярегрессионно-калибровочной моделииспользовали средние значенияотносительных видовых обилий и значениятемпературы (для 62 озер) и концентрацииэлектропроводности (для 56 озер). Исходныеданные количества створок и показателейабиотических факторов среды (кроме рН иТиюля) былипреобразованы логарифмированием в формеlg10(x+1).

На первомрегрессионном этапе вычислялись оптимумыи пределы толерантности видов по отношениюк электропроводности. Оптимум видавычислялся как среднее арифметическоеконцентрации электропроводности во всехпробах, где встречался вид. Границытолерантности вида рассчитывались каквзвешенное стандартное отклонениеоптимума.

На второмкалибровочном этапе вычисленные значенияэкологических параметров видовиспользовались для вывода концентрацииэлектропроводности или температуры повидовой структуре диатомей. Оценкуточности прогноза факторов проводили покоэффициенту детерминации R2между наблюдаемым и расчетным значениями,по средней квадратичной ошибке прогноза ианализируя характер распределенияостатков модели (Birks et al., 1990).

Анализ биоразнообразиявыполнен с использованием различныхиндексов, в т.ч. Шеннона-Уивера (Hs), выравненностиПиелу (E),доминирования Симпсона, видовогобогатства Симпсона (D), разнообразия Симпсона (1/D), Hills (N2),Маргалефа (k),Животовского (µ) и доли редких видов (h). Для оценкисовременного состояния и выявления уровнятрофности озер применен метод Пантле-Буккав модификации Сладечека (Pantle, Buck, 1955; Sladeckova,Sladecek, 1963; Sladecek, 1976). Кластерный анализ,диатомовые диаграммы озер выполнены сприменением программ TILIA, CONISS, TILIA-GRAF, TGView.

Исследуемые озерасгруппированы в соответствии с ихпринадлежностью к выделенным натерритории Якутии типамрастительности: арктические (A), лесотундры(В1),северотаежные (В2), среднетаежные (В3). Дополнительноавтором выделены азональная группа - озерагорных лесов (В4) и интразональная – озера речных долин(R).

Третья глава посвящена диатомовой флоре и экологическойструктуре диатомовых комплексовповерхностных осадков современных озер(199).

Дается краткая историяизученности альгофлоры водоемов Якутии.Первые сведения о диатомовой флоре озерЯкутии содержатся в работах Б. В. Скворцова(1917), В.В. Алабышева (1932), И. А.Киселева (1935). Систематическиеисследования альгофлоры Якутии былиначаты с 1948 г. (Комаренко, 1955-1975; Комаренко,Васильева, 1967, 1972. 1975). Начиная с 1970 годаэколого-флористические изученияводорослей проводились в водоемахбассейна крупных рек, на Вилюйскомводохранилище, в горах Верхоянья, врайоне архипелага Новосибирских островови на наледях (Комаренко, Васильева,Ремигайло, 1974, 1975; Васильева, 1989 а, б;Васильева, Ремигайло, 1979-1982; Ремигайло, 1976,1983, 1986; Васильева-Кралина и др., 1996-1997; Vasilyeva,Smirnov, 1995, Ремигайло, Габышев, 1999, 2001). С 1986начались исследования почвеннойальгофлоры региона (Пшенникова, 1993, 1995, 2003 идр.). С 1996 г. впервые в Якутии началисьисследования фитоперифитона бассейновкрупных рек Якутии (Васильева-Кралина,Копырина, 1998; Копырина, 2000-2004). Большойфактический материал накоплен Институтомбиологических проблем криолитозоны СО РАН(далее ИБПК СО РАН), дополненный изучениемдиатомовых водорослей озерных осадков(Пестрякова, 1992-2004). Систематические итаксономические изменения, произошедшиеза этот период, потребовали проведенияревизии флоры водорослей, которая былапроведена коллективом авторов ИБПК СО РАНи опубликована в монографии «Разнообразиерастительного мира Якутии», в разделе«Водоросли» (Васильева-Кралина и др.,2006).

Отдел диатомовыхводорослей изучен с участием автора.Таксономический спектр альгофлоры Якутиивключает 2476 видов (3124 таксона)водорослей из 508 родов, 160 семейств, 55порядков, 22 классов и 12 отделов, из которыхпо числу видов диатомовые водорослизанимают одни из ведущих позиций, их долясоставляет - 23,2 %. В настоящее время вводоемах Якутии зарегистрировано 876 видови разновидностей диатомей, относящихся к 50родам, 22 семействам, 8 порядкам и 2 классамотдела Bacillariophyta. Из них около 12 % (105) видовдиатомей были встречены только в озерныхосадках (Пестрякова, 2008).

В поверхностныхпробах современных озер (199)зарегистрировано 496 таксонов (472 вида) из 55родов, 18 семейств, 5 порядков и 2 классов. Кклассу центрических диатомей относятся 7родов, доля которых в общей флоресоставляет 7,9 %. Наиболее разнообразны родыAulacoseira (15видов и разновидностей) и Cyclotella (13 видов иразновидностей). На долю пеннатных диатомей,включающих 48 родов, приходится 92,1%. Изпорядка Araphales обнаружено 3 семейства, 12 родов, 57видов и разновидностей (доля во флоре 11,5%). Вэтот порядок входят семейства Fragilariaceae (8 родов),Diatomaceae иTabellariaceae (по 2рода). Наиболее представительным поколичеству видов является родFragilaria(7%). Высокогоразнообразия, по семейственно-родовомупризнаку, во флоре исследованных озердостигают виды порядка Raphales.К этому порядку относятся 11семейств, 37 родов и 400 видов (доля во флоре80,6%). Значительную роль в порядкеRaphalesприобретает семейство Naviculaceae, как по числуродов (14), так и по обилию видов (159 видов, 32%),остальные семейства включают от 1 до 4 родов.

Пространственное(географическое) распределениетаксономической структуры флорыдиатомовых водорослей современных озервыглядит следующим образом (табл.2):

Таблица2.Таксономическая структура и пропорциифлоры ДК изученных групп озер.

Группа

озер

порядок

семейство

Род

вид

род/сем.

вид/сем.

вид/род

n

%

n

%

n

%

n

%

А ()

5

100

16

88,9

38

69,1

Pages:     ||
|



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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.