WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

Кононова Ольга Николаевна СТРУКТУРА И ДИНАМИКА ЗООПЛАНКТОНА ВОДОЕМОВ БАССЕЙНА СРЕДНЕГО ТЕЧЕНИЯ РЕКИ ВЫЧЕГДА 03.00.16 – экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Сыктывкар 2009 1

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук

Научный консультант: доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Лазарева Валентина Ивановна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Доровских Геннадий Николаевич кандидат биологических наук, доцент Подшивалина Валентина Николаевна

Ведущая организация: Институт озероведения РАН (г. Санкт-Петербург)

Защита диссертации состоится 16 декабря 2009 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 004.007.01 в Учреждении Российской академии наук Институте биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, Республика Коми, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28.

Факс: (8212) 24 01 63 e-mail: dissovet@ib.komisc.ru адрес сайта Института: http://www.ib.komisc.ru

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Учреждения Российской академии наук Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 24.

Автореферат разослан «» _ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук А.Г. Кудяшева 2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Река Вычегда представляет собой вторую по величине водную систему Республики Коми и главный приток р. Северная Двина. Среднее течение водотока является наиболее протяженным и густонаселенным участком. На его экологическое состояние непосредственное влияние оказывают как крупные промышленные комплексы, так и средние и малые сельхозпредприятия (Государственные доклады..., 2004, 2005, 2006). Кроме того, сама река и водоемы ее бассейна, расположенные вблизи от населенных пунктов, испытывают рекреационную нагрузку.

Организмы зоопланктона играют важную роль в водных экосистемах.

Быстро реагируют на изменяющиеся условия среды, что способствует поддержанию экологического баланса водоемов. Участвуют в процессах их естественного самоочищения. Многие из зоопланктеров служат индикаторами различных антропогенных нарушений (Жадин, Герд, 1961; Константинов, 1967; Макрушин, 1974).

Первые сведения о зоопланктоне бассейна среднего течения р. Вычегда были опубликованы в работе О.С. Зверевой (1953), первый фаунистический список – в статье Н.В. Кордэ (1959). До 60-х гг. ХХ века основной целью гидробиологических работ было исследование кормовых ресурсов рыб и их локализации в русле реки и пойменных водоемах. Наибольшее внимание уделяли сообществам бентоса, в зоопланктоне регистрировали только массовые виды (Зверева, 1956, 1961). Материал по фауне водных беспозвоночных двух главных речных бассейнов республики – рек Печора и Вычегда обобщен в монографии (Зверева, 1969). В 60-90-е гг. прошлого столетия состав и структуру зоопланктона и зообентоса бассейна р. Вычегда изучали не только для целей рыбного хозяйства, но также в рамках проблемы переброски стока реки в бассейн Волги (Зверева и др., 1963) и оценки влияния антропогенного загрязнения промстоками Сыктывкарского ЛПК. В настоящее время в связи с отсутствием целенаправленного изучения зоопланктона в бассейне среднего течения р. Вычегда, изменением уровня таксономических и экологических исследований, изменением антропогенной нагрузки на акватории региона, возникла необходимость в проведении комплексных эколого-фаунистических исследований зоопланктона этой речной системы.

Цель работы. Изучить видовое богатство фауны зоопланктона, структуру и динамику планктонных сообществ в водотоках и водоемах бассейна среднего течения р. Вычегда.

В рамках цели были поставлены следующие задачи:

1. Провести инвентаризацию фауны зоопланктона.

2. Исследовать таксономическую и трофическую структуру сообществ зоопланктона водоемов.

3. Проанализировать пространственное распределения зоопланктона в озерах и водотоках, а также изучить связь характеристик сообществ с антропогенным загрязнением водоемов.

4. Изучить сезонный цикл развития и биологию массовых планктонных видов.

5. Исследовать сезонную динамику численности и биомассы сообществ зоопланктона рек и пойменных озер.

6. Дать оценку качества воды водоемов методами биологической индикации по показателям сообществ зоопланктона.

Научная новизна. Определен современный видовой состав планктонных животных (Rotatoria, Cladocera, Copepoda) озер и водотоков бассейна среднего течения р. Вычегда, насчитывающий 191 вид и 40 подвидов. Впервые для бассейна р. Вычегда отмечены 87 видов и форм (57 коловраток и 30 низших раков). Получены сведения об изменениях в сообществах зоопланктона в водоемах по сравнению с предыдущими исследованиями (19401990-е гг.), в частности перестройка доминантного комплекса, в который в настоящее время вошли виды, более характерные для южных эвтрофных водоемов и эврибионтные. Проведены исследования зоопланктона в малых пойменных озерах и в малых водотоках бассейна, описаны особенности формирования сообществ и их динамика, выявлена специфика пространственного распределения планктонных животных. Установлены особенности структуры популяций и жизненных циклов Mesocyclops leuckarti (Claus), Asplanchna priodonta Gesse и Polyphemus pediculus (Linnе) в условиях севера средней тайги. Изучена трофическая структура зоопланктона в разнотипных водоемах бассейна и ее особенности в разные сезоны вегетационного периода. Показана сезонная динамика численности и биомассы зоопланктона в водотоках и озерах бассейна. Установлено негативное влияние на сообщества планктонных организмов высоких концентраций тяжелых металлов и органических веществ. По показателям сообществ зоопланктона дана характеристика трофического статуса вод бассейна среднего течения р. Вычегда. Показано, что все водоемы имеют высокий трофический статус.

Практическая значимость. Изучение зоопланктона бассейна среднего течения р. Вычегда существенно дополнило знания о фауне и экологии этих животных в Северо-Восточном регионе Европы. Полученные сведения по фауне, биологии и экологии зоопланктона можно использовать при составлении кадастра животного мира Республики Коми, подготовке учебнометодической литературы и чтении лекционных курсов в высших и средних специальных учебных заведениях. Данные о видовом разнообразии зоопланктона водоемов бассейна среднего течения р. Вычегда могут служить основой для экологического прогнозирования и мониторинга водных экосистем исследованной территории. Результаты исследования применимы и для оценки кормовой базы рыб.

Апробация работы. Материалы, вошедшие в диссертацию, докладывались и обсуждались на молодежных конференциях Института биологии Коми НЦ УрО РАН «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009), I Международной школе-конференции «Актуальные вопросы изучения микро-, мейозообентоса и фауны зарослей пресноводных водоемов» (Борок, 2007а), Всероссийской школе-конференции «Ветвистоусые ракообразные: систематика и биология» (Борок, 2007б), First International Symposium of Winter Limnology (Килписъярви, Финляндия, 2008), Второй Всероссийской научной конференции с международным участием «Проблемы изучения краевых структур биоценозов» (Саратов, 2008), Всероссийской конференции с международным участием «Водные и наземные экосистемы: проблемы и перспективы исследований» (Вологда, 2008), Международном симпозиуме «Structure and function of world Shallow lakes» (Пунта дель Эсте, Уругвай, 2008), Международном симпозиуме «Rotifera-XII» (Берлин, Германия, 2009), XVI Symposium for European Freshwater Sciences (Синая, Румыния, 2009), на расширенном заседании Ученого совета Института биологии Коми НЦ УрО РАН и Коми отделения Российского гидробиологического общества, посвященного 105летию со дня рождения д.б.н. О.С. Зверевой (2006 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 работ, из них – одна статья в рецензируемом журнале перечня ВАК РФ.

Работа выполнялась в рамках общей госбюджетной темы лаборатории ихтиологии и гидробиологии Учреждения Российской академии наук Института биологии Коми НЦ УрО РАН «Разнообразие и пространственноэкологическая организация животного населения европейского Северо-Востока».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы. Она включает 195 страниц машинописного текста, 51 рисунок, 17 таблиц и 30 страниц приложений.

Список литературы включает 238 работ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Общая характеристика бассейнасреднего течения р. Вычегда В главе приводятся физико-географическое описание района исследований, характеристика фитопланктона и высших водных растений в водоемах бассейна среднего течения р. Вычегда, а также характер антропогенного воздействия на водоемы.

Глава 2. Материал и методы Материал. Исследования зоопланктона были проведены в бассейне среднего течения р. Вычегда – в магистральном русле, в трех его притоках второго и третьего порядков и четырех малых пойменных озерах в 20032008 гг. Пойменные озера имеют постоянную связь с рекой посредством проток. Макрофиты в этих водоемах в июне представлены в основном единичными растениями, в июле-сентябре тянутся широкой полосой вдоль берегов (максимально до 5-7 м). Для проведения исследований на всех озерах были заложены по девять станций (шесть – в прибрежье и три в пелагиали). Пробы зоопланктона отбирали один раз в месяц в течение летнеосеннего периода. Для изучения динамики структуры популяций видов Asplanchna priodonta, Polyphemus pediculus и Mesocyclops leuckarti пробы зоопланктона отбирали еженедельно с начала июня по сентябрь 2004 г. в прибрежье и в пелагиали оз. Еля-ты. На притоках р. Вычегда исследования проводили на двух-трех станциях.

Всего за период исследования 2003-2008 гг. собрано и обработано пробы зоопланктона: 41 – из русла среднего течения р. Вычегда, 53– из притоков, 198 – из пойменных озер бассейна. Гидрохимическая характеристика исследованных водоемов представлена в табл. 1.

Методы сбора и обработки проб. Пробы отбирали ведром с поверхности, объем профильтрованной воды через сеть Апштейна (газ № 70) составлял от 50 до 200 л. Фиксировали пробы 4%-ным водным раствором формальдегида. Камеральную обработку фиксированного материала проводили, руководствуясь стандартными методиками (Киселев, 1969; Ривьер, 1975). Масса тела планктонных животных определялась по ее зависимости от длины (Балушкина, Винберг, 1979; Ruttner-Kolisko, 1977).

Параллельно с отбором проб измеряли глубину, прозрачность по диску Секки. Физико-химические параметры вод определяли с помощью портативных электронных анализаторов качества воды «Solomat» и «Multi E401».

Кроме того, отбирали пробы воды для определения химического состава.

Анализ выполнен в Экоаналитической лаборатории Учреждения Российской академии наук Института биологии Коми НЦ УрО РАН.

Математический анализ данных. Математическую обработку данных производили с применением компьютерной программы Microsoft Excel для Windows XP 97 (для определения средней численности и биомассы, ошибки средней, построения графиков) и Statistica 6.0 (для расчета критерия Таблица Характеристика исследованных водоемов бассейна среднего течения р. Вычегда Реки Пойменные Показатели озера Вычегда Важелью Кылтым-ю Площадь (км ) – – – 0.12-0.Глубина (м) 0.5-1 0.3-0.7 0.5-1.5 0.2-6.Прозрачность (м) 0.5-1 0.3-0.7 0.5-1.0 0.2-1.рН 7.3-8.7 7.1-8.5 6.9-8.4 6.7-8.Минерализация (мг/дм ) 98.5-164 48-412.8 51.5-349 59.9-NОбщ. (мг/дм ) 0.25-1.12 0.15-1.19 0-0.34 0.43-6. PОбщ. (мг/дм ) 0.02-2.1 0.007-0.176 0.058-0.114 0.01-0.Fe (мг/дм ) 0.45-1.68 0.86-3 0.66-1.54 0.55-5.Al (мкг/дм ) 84-390 44-330 26-100 19-Cu (мкг/дм ) 0-4.9 0.4-12.5 0.3-0.74 0-4.Mn (мкг/дм ) 67-174 128-730 36-168 40-ХПК, мг/дм 7.6-38 8.8-53 5.3-26 11.1-Цветность, град. 43-191 13.4-184-8 26-101.2 44-Колмогорова-Смирнова, вычисления коэффициентов корреляции и пошаговой множественной регрессии).

Встречаемость видов оценивали как отношение числа проб, где вид присутствовал, к общему числу проб (Песенко, 1982). Комплексы доминантных видов в сообществе выделяли по относительной численности при нижнем уровне доминирования 5%. Относительную численность определяли отдельно для крупных таксономических групп (ракообразные, коловратки) в каждой пробе (Лазарева и др., 2001). Состав зоопланктона и богатство видов оценивали по индексам: Маргалефа (dMg), Шеннона-Уивера (Н, бит/экз.). Уровень доминирования определяли с помощью индекса Симпсона (Песенко, 1982; Лебедева и др., 2004). Для выявления фаунистического сходства использовали коэффициенты Чекановского-Съеренсена (ICS) и Чекановского (I) (Песенко, 1982). Для количественного выражения приуроченности отдельных видов зоопланктона к определенному типу биотопов в озерах использовали индекс биотопической приуроченности (F) (Песенко, 1982). Для оценки эвритопности каждого вида для данного набора местообитаний применяли индекс относительной эвритопности (Fэ) (Баканов и др., 2001).

Для оценки трофности использовали коэффициент трофности А.Х.

Мяэметса (1980), показатели таксономического соотношения числа видов рода Brachionus к числу видов рода Trichocerca (QB/T) (Андроникова, 1996) и отношение численности Cladocera и Copepoda: NClad/NCop (Иванова, 1976).

Для оценки степени сапробности вод использовали индекс сапробности Пантле-Букка в модификации Сладечека (Макрушин, 1974; Унифицированные методы..., 1977). Экологические и трофические группы зоопланктона по способу передвижения и питания выделяли по Ю.С. Чуйкову (1981), А.В. Крылову (2003, 2005). Трофическую структуру зоопланктонных сообществ определяли по индексу однообразия пищевой структуры (ИО) (Андронникова, 1996). При построении трофических сетей спектры питания зоопланктеров были взяты из работы А.В. Монакова (1998). Фитопланктон, бактериопланктон были отнесены к первичному звену. К трофической группе фильтраторов были отнесены все «мирные» коловратки и ракообразные-фильтраторы. К факультативным хищникам отнесены: коловратки родов Asplanchna, Synchaeta, Bipalpus и веслоногие раки. К облигатным хищникам – Leptodora kindtii (Focke) и Polyphemus pediculus.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






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