WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     |
|

На правах рукописи

ЦУРПАЛО Александра Петровна МАКРОБЕНТОС ЛИТОРАЛИ БУХТЫ КРАБОВОЙ (ОСТРОВ ШИКОТАН, КУРИЛЬСКИЕ ОСТРОВА) И ЕГО МНОГОЛЕТНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ 03.00.18 – гидробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Владивосток 2009 2

Работа выполнена в Лаборатории хорологии Института биологии моря им. А.В.

Жирмунского ДВО РАН Научный руководитель доктор биологических наук, старший научный сотрудник Звягинцев Александр Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, старший научный сотрудник Латыпов Юрий Яковлевич доктор биологических наук, старший научный сотрудник Зезина Ольга Николаевна Ведущая организация Санкт-Петербургский государственный университет

Защита состоится 25 декабря 2009 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 005.008.02 при Институте биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН по адресу: 690041, г. Владивосток, ул. Пальчевского, 17, факс: 8(4232) 310-900; электронный адрес: inmarbio@mail.primorye.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биологии моря им. А.В.

Жирмунского ДВО РАН

Автореферат разослан ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук Е.Е. Костина 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Литораль, или осушная зона, расположена в сфере воздействия приливов. За ее нижнюю границу принимается ноль глубин, за верхнюю – наибольшее повышение приливного уровня. На эту зону воздействуют две среды – воздушная и водная. На литорали, в отличие от других зон моря, наиболее резко выражены суточные и сезонные колебания температуры, солености, увлажнения и других факторов среды (Кусакин, 1977).

В результате непостоянства условий в пределах осушной зоны вырабатывается стойкая, эврибионтная фауна и флора, обладающая приспособлениями к неблагоприятным условиям среды. Например, литоральные животные могут продолжительное время оставаться на воздухе, не погибая, а водоросли продолжают фотосинтезировать в воздушной среде. Под воздействием прибоя многие водоросли мельчают, становятся тоньше, у некоторых образуются корковые формы, у моллюсков происходит утолщение раковины и т.д. (Гурьянова и др., 1930). Некоторые исследователи отмечают, что литораль населена не только собственно литоральными, но и типично сублиторальными, чисто водными, и супралиторальными, наземными формами (Мокиевский, 1953). Доступность литорали для непосредственного наблюдения и исследования во время отлива, а также своеобразие условий обитания являются причинами ее интенсивного изучения.

Актуальность исследований. Многолетние исследования состава и структуры сообществ макробентоса литорали в настоящее время являются особенно актуальными в связи с усилением антропогенной нагрузки на морские акватории и сокращением биоразнообразия морской биоты.

Литоральная биота Курильских островов, расположенных в сейсмически активной зоне Мирового океана, является уникальной моделью для изучения тектонических воздействий на прибрежные сообщества. Так, в 1994 г. в районе о-ва Шикотан произошло сильное землетрясение, остров на 0.5 м погрузился в океан, и литораль на 1/3 своей высоты оказалась под водой.

Одним из элементов структуры литоральной биоты как показателя состояния сообществ являются трофические группировки. При загрязнении органическими веществами в прибрежных сообществах происходит эвтрофикация биотопов и наблюдается рост общей биомассы бентоса, при этом видовое богатство уменьшается, увеличивается роль детритофагов и снижается сестонофагов (Кусакин, 1994).

Цель работы. Выявить состав, структуру, закономерности распределения и многолетние изменения макробентоса на литорали б. Крабовой о-ва Шикотан (южные Курильские острова) под воздействием антропогенных и природных факторов.

Задачи исследования:

1. Выявить таксономический и биогеографический состав макробентоса на литорали б. Крабовой.

2. Выделить и изучить особенности распределения литоральных сообществ бухты.

3. Определить трофологические характеристики массовых видов литоральных животных в районе исследования.

4. Проанализировать изменение состава, распределения сообществ и трофических группировок макробентоса литорали б. Крабовой в условиях прогрессирующего антропогенного загрязнения.

5. Проанализировать изменение состава, распределения сообществ и трофических группировок макробентоса при тектоническом воздействии.

Научная новизна. Впервые проанализирована зонально-биогеографическая структура макробентоса б. Крабовой и ее многолетние изменения;

за столь длительный период (с 1949 по 1997 гг.) получены данные о многолетних изменениях состава, распределения сообществ макробентоса и трофических группировок на островной литорали дальневосточных морей при антропогенном загрязнении;

получены данные об изменениях состава, распределения сообществ макробентоса и трофических группировок литорали при тектоническом воздействии;

получены трофологические характеристики 17 массовых видов литоральных животных южных Курильских островов;

выявлено 47 новых видов макробентоса для района исследований.

Теоретическая и практическая значимость. Изучение состава и распределения литоральных сообществ позволит прогнозировать изменение состояния биоты при антропогенном загрязнении, а также проследить восстановление сообществ в районах, подверженных тектоническим воздействиям. Полученные оригинальные результаты могут быть включены в курсы лекций по гидробиологии и экологии в высших учебных заведениях.

Личный вклад автора. Автор принимал личное участие в проведении экспедиций на литораль б. Крабовой в 1987 и 1997 гг., сборе и обработке проб, сборе и анализе животных для трофологических исследований. Автор принимал непосредственное участие в постановке цели и задач исследования, анализе результатов и формулировании выводов и обобщений.

Апробация работы. Материалы и результаты исследования были представлены на VIII съезде Гидробиологического общества РАН (г. Калининград, 2001 г.), на Дальневосточной конференции «Сохранение морской биоты» (г. Владивосток, 2005 г.), на VIII дальневосточной конференции по заповедному делу (г. Благовещенск, 2007 г.), на Научной конференции, посвященной 70-летию С.М. Коновалова «Современное состояние водных биоресурсов» (г. Владивосток, ТИНРО-центр, 2008 г.), на X съезде Гидробиологического общества при РАН (г. Владивосток, 2009 г.), на годичных конференциях ИБМ ДВО РАН, на Объединенном Гидробиологическом, Экологическом и Ихтиологическом семинаре ИБМ ДВО РАН (г. Владивосток, 2009 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе статей в журналах, рекомендованных ВАК и 1 монография.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 252 страницах и состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы, включающего источников, из них 68 на иностранных языках. Текст иллюстрирован 8 таблицами и рисунками. Приложение на 66 страницах включает 35 таблиц.

Благодарности. Самую искреннюю и глубокую благодарность приношу академику О.Г. Кусакину (ИБМ ДВО РАН) и д.б.н. М.Н. Соколовой (ИО РАН, г. Москва) за методическое руководство и бесценные советы. Автор благодарен своему научному руководителю А.Ю. Звягинцеву за помощь и замечания на всех этапах работы над диссертацией. Особую благодарность выражаю сотрудникам ИБМ ДВО РАН А.В. Мощенко за помощь при статистической обработке материала, Г.М. Каменеву, М.Б. Ивановой, В.Я.

Кавуну за критические и полезные замечания при подготовке рукописи, И.Р. Левенец, М.И.

Некрасовой, И.Л. Алалыкиной за редактирование систематических списков. Выражаю свою искреннюю признательность всем специалистам ИБМ ДВО РАН, КФ ТИГ ДВО РАН, ТИНРО-центра, принимавшим участие в таксономической идентификации материала и всем коллегам за советы и моральную поддержку.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛИТОРАЛИ КУРИЛЬСКИХ ОСТРОВОВ Рассмотрена история исследования литорали Курильских островов. Биономические исследования литорали Курильских островов условно разделены на три этапа. I этап (1947– 1962 гг.) – исследование таксономического состава и распределения литорального макробентоса, в основном, по качественным сборам (Кусакин, 1956, 1958а, б, 1969, 1970а, 1978; Кусакин и др., 1974; Кусакин, Чавтур, 2000а, б; Кафанов и др., 2004). II этап (1963– 1967 гг.) – включает количественный учет животных и растений. В исследованиях особое внимание уделено разработке методик сбора и количественного учета мейо- и микробентоса (Кусакин, 1970; Кусакин и др., 1974; Кусакин, Тараканова, 1977). III этап – описание ранее не исследованных участков литорали Курильских островов (в том числе зоны газогидротермальной активности) и изучение многолетних изменений литорального макробентоса (Кусакин, 1994; Кусакин и др., 1999а, б; Кусакин, Цурпало, 1999; Латышев и др., 1999; Цурпало, 2008, 2009; и др.).

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ В главе приведены сведения о климате Курильских островов. Гидрологический режим Южно-Курильского района формируется в результате взаимодействия значительно отличающихся по свойствам вод течений Оясио и Куросио. Глава содержит физикогеографический очерк о-ва Шикотан и б. Крабовой. Рассмотрены вариации основных абиотических факторов в районе исследования.

ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Материалом послужили сборы, выполненные автором во время экспедиций на литорали б. Крабовой в 1987 и 1997 гг. (рис. 1). Было изучено 6 участков, различающихся по степени прибойности и характеру грунта: 1 и 2 участки расположены на входных мысах, участки 3 и 4 – в средней части бухты, участок 5 – в расширенной и участок 6 – в кутовой части бухты. Всего было собрано 183 пробы макробентоса, из них 158 количественных и качественных. Для сравнения состава и структуры макробентоса в разные годы были использованы архивные материалы Лаборатории хорологии и литературные данные (Кусакин, 1958, 1961, 1978; Кусакин, Цурпало, 1999).

Количественную съемку 1987 и 1997 гг. выполняли на тех же шести участках, где проводились качественные сборы в 1949 и 1954–1955 гг. и количественные – в 1963 г.

Общий объем проб, собранных разными исследователями на литорали б. Крабовой, составляет 543, (196 – количественных, 347 – качественных). Работы проводили по общепринятой методике хорологических литоральных исследований (Кусакин и др., 1974).

На изучаемом участке выполняли гидробиологический разрез перпендикулярно береговой линии. Предварительно визуально оценивали распределение литоральных сообществ, выделяя их по доминирующим (часто поясообразующим) видам макробентоса. При сборе количественных проб пробные площадки ограничивали металлическими рамками площадью 100, 250, 500 и 1000 см2. В сообществах мелких равномерно распределенных организмов брали меньшие по размерам рамки (1–2 пробы), чем в сообществах относительно крупных видов или видов встречающихся разреженно (2–3 пробы).

Рис. 1. Карта-схема района исследований. 1–6 – участки гидробиологических разрезов, выполненных в 1949, 1954–1955, 1963, 1987 и 1997 гг.: 1– м. Южный Входной, 2 – м. Северный Входной, 3 – м. Брекчиевый, 4 – м. Ближний Входной, 5 – расширенная часть, 6 – кутовая часть б. Крабовой.

Для отмывки проб макробентоса от грунта использовали почвенные сита. Собранные пробы разбирали, организмы просчитывали и, обсушив на фильтровальной бумаге, взвешивали на аптекарских весах с точностью до 10 мг; крупные растения взвешивали на технических весах с точностью до 1 г. Полученные данные экстраполировали на 1 м2.

Коллекции фиксировали 75% спиртом и 4% формалином.

Для зонально-геграфического анализа видов использовали общепринятую классификацию (Кусакин и др., 1997).

Материалом для изучения трофологических характеристик послужили сборы массовых видов беспозвоночных и 2 видов рыб в 1987 и 1989 гг. Исследовано 812 экз.

животных (628 – с пищей). Животных собирали в местах их наибольшей плотности, фиксировали формалином или спиртом. При исследовании состава пищевого комка была использована методика, предложенная и разработанная А.А. Шорыгиным (1952) для количественной оценки питания рыб и впоследствии примененная Е.П. Турпаевой (1953) при исследовании беспозвоночных. Содержимое пищеварительного тракта извлекали и взвешивали на торсионных весах с точностью до 0.001 г. Для каждого вида определяли пищевой спектр, вычисляли средний общий индекс наполнения пищеварительного тракта, долевое соотношение компонентов в общем объеме пищевого комка и частоту их встречаемости. Показатель трофической значимости компонентов комка определяли по формуле, предложенной Цихон-Луканиной (1986):

I = (v + w) где I – показатель трофической значимости, %; v – доля компонента в общем объеме пищевого комка, %; w – частота встречаемости пищевого компонента, %. Индекс пищевого сходства получали, суммируя наименьшие процентные значения компонентов в общем объеме пищевого комка сравниваемых видов.

Для анализа количественных данных использован пакет статистических программ PRIMER v5 (Clarke, Gorley, 2001). Дендрограммы построены методом Уорда с использованием коэффициента Брея–Кертиса. Значимость различий выделенных кластеров оценивалась R-статистикой непараметрического однофакторного дисперсионного анализа.

ГЛАВА 4. СОСТАВ, РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И МНОГОЛЕТНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ МАКРОБЕНТОСА НА ЛИТОРАЛИ БУХТЫ КРАБОВОЙ Одной из главных причин разнообразия растительного и животного мира южных Курильских островов следует считать влияние течения Соя (Ушаков, 1951; Бобков, 2004), а также разнообразие биономических типов, фаций и сложная морфология скалистой литорали. В данной главе обобщены и проанализированы собственные и литературные данные по исследованию литорального макробентоса одной из бухт о-ва Шикотан за почти полувековой период (с 1949 по 1997 гг.).

4.1. Таксономический состав макробентоса. За все время исследований по собственным и литературным данным на литорали б. Крабовой о-ва Шикотан выявлен вид макробентоса, относящийся к 248 родам, 159 семействам, 75 отрядам, 26 классам и типам и подтипам (табл. 1). Это составляет более трети всех видов животных и растений (916), отмеченных на литорали южных Курильских островов (Кусакин и др., 1997).

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.