Структура и функционирование зоопланктона степных бессточных озер байкальской сибири
Скачать 357.88 Kb.
|
На правах рукописи Макаркина Наталья Викторовна СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЗООПЛАНКТОНА СТЕПНЫХ БЕССТОЧНЫХ ОЗЕР БАЙКАЛЬСКОЙ СИБИРИ 03.00.16 – экология 03.00.18 – гидробиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Улан – Удэ – 2009 Работа выполнена на кафедре биологии ГОУ ВПО «Восточно – Сибирская государственная академия образования» Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент Пенькова Ольга Геронимовна Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Пронин Николай Мартимьянович кандидат биологических наук Итигилова Мыдыгма Цыбекмитовна Ведущая организация: ГОУ ВПО « Иркутский государственный университет» Защита состоится «25» декабря 2009 г. в 15.00 часов на заседании Диссертационного совета Д 212.022.03 при Бурятском государственном университете по адресу: 670000, Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, конференц – зал. Факс: (3012) 210588 E- mail: d21202203@mail.ru С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Бурятского государственного университета. Автореферат разослан «___» _________ 2009 г. Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат биологических наук Н.А. Шорноева ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Минеральные озера широко распространены в аридных зонах Байкальской Сибири. Они представляют собой уникальные природные объекты живой природы и экстремальные экосистемы. Гидробиологические исследования внутренних бессточных водоемов Байкальской Сибири на данный момент не достаточны. В последние годы возрос интерес к биоразнообразию и функционированию микробных сообществ содовых озер и приозерных солончаков Боронгойской и Оронгойской котловин Селенгинской Даурии (Банзаракцаева и др., 1999; Дамбаев, Намсараев, 2002; Сыренжапова, 2004 и др.). В научной литературе сведений о зоопланктоне озер Тажеранской группы и Селенгинской Даурии чрезвычайно мало и сведения крайне отрывочны (Власов и др., 1962; Антипова, Васильева, 1965). Усиливающаяся хозяйственная деятельность и рекреационное освоение степных участков Предбайкалья и Селенгинской Даурии создают реальную угрозу для расположенных здесь уникальных водоемов. В связи с этим, выявление трофического статуса озер позволяет зарегистрировать ранние стадии процесса эвтрофирования, а также определить ответные реакции на антропогенные воздействия. При этом показатели структуры и функционирования зоопланктона можно использовать в диагностике состояния водных экосистем, а также для разработки эффективных мероприятий по их охране и мониторингу. Цель и задачи исследования. Цель работы – выявление видового состава, структуры и продуктивности зоопланктона степных бессточных озер Байкальской Сибири, особенностей его функционирования в зависимости от экологических факторов. Для реализации поставленной цели решались следующие задачи: 1. Охарактеризовать гидрологические и гидрохимические условия среды и их влияние на место обитания зоопланктонного сообщества. 2. Определить видовой состав, особенности экологии редких видов и структурные характеристики коловраток и низших ракообразных. 3. Провести сравнительный анализ таксономического состава зоопланктона озер Предбайкалья и Селенгинской Даурии. 4. Изучить сезонную и межгодовую динамику продуктивности фауны планктона и оценить трофический статус водоемов. 5. Определить экологические факторы, влияющие на распространение зоопланктеров. Основные положения, выдвигаемые на защиту: 1. Значение суммы главных ионов в воде является главным фактором, определяющим видовое разнообразие зоопланктона. 2. Виды с широкой экологической валентностью (виды-убиквисты) определяют таксономический состав, качественные и количественные характеристики в пресных и солоноватых водоемах. В соленых водоемах – виды – галлофилы. 3. Местоположение и время существования водоема, степень его географической изоляции не являются главными факторами для распространения видов в озерах Предбайкалья и Селенгинской Даурии. Научная новизна. До настоящего времени комплексных исследований бессточных степных озер Байкальской Сибири не проводилось. Впервые для 22 пресных, солоноватых и соленых озер Предбайкалья и 5 содово – соленых водоемов Селенгинской Даурии приводится полный видовой список зоопланктона, включающий 79 и 19 видов, соответственно. Обнаружено 13 новых видов ракообразных и коловраток для водоемов Восточной Сибири: ракообразные – Arctodiaptomus wierzejskii, Daphnia similis, Moina mongolica, Oxyurella tenuicaudis, Eucyclops dumonti, и коловраток Rhinoglena frontalis, Pleurothrocha petromyzon, Lophocharis oxysternon, Lecane quadridentata, Keratella valga, Brachionus variabilis, Hexarthra fennica, Filinia passa. Впервые установлены количественные показатели зоопланктона, определены структурообразующие виды, установлен трофический статус водоемов. Практическая значимость. Результаты проведенных гидробиологических и гидрохимических изысканий могут быть использованы при проведении экологических экспертиз с целью рекреационного и бальнеологического использования степных водоемов. Полученные данные по биомассе и продукции кормового зоопланктона позволяют рассматривать изучаемые озера как водоемы для подращивания молоди рыб. Весьма перспективным видится использование солоноватых водоемов Предбайкалья и Селенгинской Даурии в качестве источника биокормов. Материалы, представленные в диссертации, могут быть использованы при чтении лекций по дисциплинам «Зоология», «Экология» и «Гидробиология». Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсуждались на региональной научно – практической конференции, посвященной 15 – летию образования государственного природного заповедника «Байкало – Ленский» (Иркутск, 2001); научно – практической конференции «Биология внутренних вод. Проблемы экологии и биоразнообразия» (Борок, 2002); 3-ем школе – семинаре молодых ученых России (Улан – Удэ, 2004); Сибирской зоологической конференции посвященной 60 – летию Института систематики и экологии животных СО РАН (Новосибирск, 2004); международной научной школе-конференции студентов и молодых ученых «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2004); международной конференции «Экосистемы Монголии и приграничных территорий соседних стран: природные ресурсы, биоразнообразие и экологические перспективы» (Улаанбаатар, 2005); Международной научной конференции «Биологическое разнообразие азиатских степей» (Костанай, 2007); V Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы биологической науки и образования в педагогических вузах» (Новосибирск, 2008); международной научной конференции, посвященной 135–летию со дня рождения И.И. Спрыгина «Биоразнообразие: проблемы и перспективы сохранения» (Пенза, 2008). Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, из них 2 в рекомендованных ВАКом изданиях. Структура и объем работы. Материалы диссертации изложены на … страницах машинописного текста, состоят из введения, шести глав, выводов и списка литературы. Список цитируемой литературы насчитывает … работ, из них … на иностранном языке. Работа содержит … таблицы и … рисунка, … приложения. Благодарности. Автор выражает глубокую признательность своему руководителю – к.б.н., доценту кафедры биологии Ольге Геронимовне Пеньковой (ВСГАО, г. Иркутск) за всестороннее научное руководство и поддержку. Искреннюю благодарность автор выражает научному консультанту к.б.н., с.н.с. лаборатории биологии водных беспозвоночных ЛИН СО РАН г. Иркутска Наталье Георгиевне Шевелевой за неоценимую помощь в определении гидробионтов и подготовке в оформлении диссертации. Работы проводились частично на средства гранта Федеральной Целевой Программы «Интеграция» грант № Е0015+Е0016 «Животный мир минеральных озер степных участков западного побережья Байкала» и внутреннего гранта ИГПУ «Животный мир минеральных водоемов Прибайкалья и Забайкалья». ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ГЛАВА 1. Изученность минеральных водоемов Центральной Азии В главе приведены сведения о распространении минеральных водоемов на различных континентах и степени их изученности. Особое внимание уделено характеристике соленых озер Центральной Азии: Алтай, Хакассия, Восточная Сибирь и Монголия. ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования Работа базируется на материалах, собранных в период с 1999 по 2006 гг. на 22 водоемах Тажеранской степи и с 2002 по 2003 г. на пяти озерах Селенгинской Даурии. Всего за период исследований было отобрано и обработано 502 сетных пробы зоопланктона, из них 80% при непосредственном участии автора. Для выяснения сезонной динамики и расчета продукции зоопланктона на модельных водоемах отбор проб производился каждые две недели с июня по сентябрь 2002 – 2003 гг. Пробы воды для гидрохимического анализа водоемов Предбайкалья были взяты при разных условиях водности (июнь, август, октябрь и март). Сбор зоопланктона осуществляли сетью Джеди с диаметром входного отверстия 25 см и конусом из мельничного газа № 55. Собранный материал фиксировали 4 % раствором формалина. Одновременно со сбором проб измеряли прозрачность воды диском Секки, температуру и значения рН, а также снимали показания общей минерализации воды кондуктометром (г/л) (Hanna-Hi-9060). Географические координаты исследуемых объектов устанавливались при помощи GPS навигатора. Определение организмов проводилось по возможности до вида (Кутикова, 1980; Боруцкий, Степанова, Кос, 1991; Определитель .., 1995; Смирнов и др., 2007; Boxshall, Halsey 2004; Segers, 1995; Kieffer, Fryer, 1978; Smirnov, 1996; Dussarst & Defaye, 1985; Einsle, 1996; Orlova – Bienkowskaja, 2001). Массу тела ракообразных и коловраток рассчитывали по уравнениям связи длины тела и сырой массы (Балушкина, Винберг, 1979; Ruttner-Kolicko, 1977). Уровень трофности водоема определялся по индексу Е (Мяэметс, 1979): Е= К (х + 1)/(А + v)(y + 1), где К – число видов Rotatoria, А – число видов Copepoda, v – число видов Cladocera, x – число мезоэвтрофных видов, y – число олигомезоэвтрофных видов. Для выделения структурообразующих видов использовалась функция рангового распределения относительного обилия видов (Федоров, 1970; Андроникова, 1996): Ri=ni / N, где ni – численность вида в сообществе, N – суммарная численность (Федоров, 1970). Для оценки видового разнообразия применяли информационный индекс видового разнообразия по численности (1) (Shannon, Weaver, 1963) и по биомассе (2) (Гиляров, 1969): Hбит= - E * Ni/N * log2 * Ni/N (1) Hбит= - E х Вi / B * log2 * Вi/ B (2) Расчет продукции доминирующих видов проводили физиологическим методом (Иванова, 1985; Алимов, 1989) по скорости траты кислорода на обмен для ракообразных, учитывая способ питания планктонных животных (Монаков, 1998): P= RtK2 /(1-K2), где P – продукция, кал/м3 в сутки; Rt – траты на обмен при температуре t0С, кал/м3 в сутки; K2 – коэффициент используемой ассимилированной энергии пищи на образование продукции. Значение последнего для коловраток равно 0,4 – 0,5; для ветвистоусых рачков – 0,3 – 0,4, а для веслоногих в зависимости от периодичности развития – 0,1 – 0,3 (Руководство …, 1968). Энергетический эквивалент массы был принят равным – 0,5 кал/мг сырого веса. При исследованиях применялись микроскоп МБИ-3 и бинокуляр МБС-10. Фотографирование организмов для последующей зарисовки проводили при помощи электронных микроскопов Axiovert – 200 и Axiovert plus на базе ЛИН СО РАН (г. Иркутск). Статистическая обработка данных проведена с помощью пакетов программ Statistica 6.0, Excel 7.0 и PAST для Windows (Hammer, Harper, Ryan, 2001). Сравнение выборок произведено методом кластерного анализа по коэффициенту Сьеренсу при уровне значимости 0,89. Проведен корреляционный анализ распределения зоопланктона в зависимости от солености, учитывали коэффициенты корреляции при уровне значимости p ≤ 0,05. Электронная обработка данных, корректировка фотографий, проводилась при помощи персонального компьютера с использованием программ Microsoft Exel, Microsoft Word, Photo shop. ГЛАВА 3. Физико – географическая характеристика районов исследования В ботанико – географическом районировании территория Иркутской, Читинской областей и Республики Бурятия, зачастую выделяется как Байкальская Сибирь (Горшенин, 1948; Пешкова, 1972). Территория известна как район многочисленных минеральных водоемов, распространение, которых весьма не равномерное (рис. 1).  Рис. 1. Карта - схема расположения исследуемых бессточных степных озер Байкальской Сибири: 1 – озера Тажеранской группы; 2 – водоемы Боргойской котловины; 3 – озера Оронгойской котловины. В целом можно выделить несколько факторов формирования соленых и солоноватых озер на территории Байкальской Сибири: - ландшафтно-климатические особенности региона: среднегодовая температура и ее динамика, устойчивость снежного покрова, солнечная радиация, количество выпадающих осадков; - физико – географические условия: высота над уровнем моря, тип рельефа, тип почвы; - характер и тип растительности; - геологическая история: формирование различных структурных типов разломов: линейные грабены и оперяющие разломы простирания, по которым формируются хорошо выраженные долины. ГЛАВА 4. Гидрохимическая типизация озер В зависимости от минерализации (г/л) озера подразделяются на четыре типа (Алекин, 1954; 1970): 1) пресные (0,2 – 1 г/л); 2) солоноватые (1 – 7 г/л); 3) соленые (7 – 45 г/л); 4) рассолы (> 45 г/л). Пробы воды для гидрохимического анализа водоемов Предбайкалья были взяты при разных условиях водности (июнь, август, октябрь и март) и в них определены концентрации главных ионов солевого состава (табл. 1). Кислотность воды в озерах изменялась от 8,0 до 9,3. Установлено, что большинство из исследованных водоемов можно характеризовать как солоноватые: сумма концентраций главных ионов в воде этих озер менялась от 1 до 11,7 г/л. По составу воды озера 1, 2, 3, 19, 20, 22 – пресные водоемы, относящиеся к гидрокарбонатному классу. Соотношения катионов в озерах варьируют весьма широко и соответствуют Na–Mg, Сa–Mg, Сa–Mg–Na составам. В солоноватых озерах преобладающими анионами являются HCO3- и SO42-, а катионами Na+ , Mg2+. Для некоторых из них (5, 9, 10, 15) характерна высокая доля сульфатной составляющей. Соленых озер c концентрацией солей > 7 г/л отмечено два (№ 6 и № 17) (табл. 1). Преобладающими катионами являются Na+ и Mg2+, претерпевающие незначительные сезонные изменения. При этом наблюдается резкое увеличение анионов SO42- и CI-. Отметим, что максимальная минерализация воды за период исследований наблюдалась в озере № 6 – 23,8 г/л (табл. 1). Именно воды этого озера содержат наибольшее количество CI-. Водоем № 6, по данным других авторов, является своеобразным эпицентром концентрации хлора (Власов и др., 1961; Склярова, Скляров, Федоровский, 2002; Склярова, 2004). В марте 2002 года (наши данные) в подледный период вода в озере была окрашена в ярко-красный цвет, возможно из-за массового развития неизвестных бактерий. Таблица 1 Динамика величины суммы главных ионов (г/л) в воде степных озер Предбайкалья по сезонам
Примечание. Тип озер: 1 – пресные; 2 – солоноватые; 3 – соленые; «–» отсутствие данных. Пробы воды для определения концентрации основных ионов в водоемах Селенгинской Даурии отбирались в 2002 и 2003 гг. При сходных климатических условиях – в летнее время (июнь). Таблица 2 Динамика величины суммы главных ионов (г/л) в воде минеральных озер Селенгинской Даурии
Примечание. Тип озер: 1 – пресные, 2 – солоноватые, 3 – соленые. Все исследуемые водоемы разделяются на два типа: солоноватые и соленые, по химическому составу гидрокарбонатного типа (табл. 2). Значение рН в воде в период исследований колебалась от 8,7 до 10,1. Водно – солевое питание водоемы получают за счет родников (№ 1 – 2), а также с атмосферными осадками, вымывающие соли из почв. На исследуемых территориях часто фиксируется явление полного пересыхания на длительный период того или иного озера, или наоборот, возникновение не существовавшего ранее. Накапливание солей в процессе криогенеза существенное, но является временным явлением. Тем не менее, такое сезонное концентрирование приводит к осаждению определенных солей, что нередко меняет компонентный состав вод. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Урок на тему: озера Цель урока: Сформировать представление о типах озерных котловин, бессточных и сточных озерах. Развивать логическое мышление на основе... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель урока: Сформировать представление о типах озерных котловин, бессточных и сточных озерах. Формировать умение определять географическое... |
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цели и задачи: Сформировать представления о реке, ее частях, частях речной системы и долины, сформировать представление о многообразии... | | Формирование городской среды байкальской сибири в XVIII первой половине XIX в Разработано Сибирским научно-исследовательским институтом энергетики, фирмой оргрэс, Научно-исследовательским институтом гигиены... |
| Структура сообществ и эколого-этологические особенности муравьев... «Бегишевская средняя общеобразовательная школа имени Мансура Хасановича Хасанова» | | Исследовательская работа с 2008 года сотрудниками кафедры ведется... Динамика термокарстовых озер криолитозоны Западной Сибири как индикатор климатических изменений (по данным космического и наземного... |
| Пояснительная записка Цель и задачи освоения дисциплины Цель: изучить... Проанализировать уровень хозяйственного освоение болот, заболоченных территорий и озер Тюменского региона | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Оборудование: учебники, карта полушарий, атласы, таблички с координатами озёр, картины и таблицы с изображением рек и озёр |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: познакомить с животным миром Сибири, приспособлением животных к жизни в Сибири; показать бедность видов животных в Сибири,... | | Реферат: по географии; Подготовила: Яковлева М Белые ночи придают особое очарование зеленым массивам лесов, причудливым очертаниям озер с прозрачной водой, рекам с порогами и водопадами.... |
| Реферат Открытие, завоевание Сибири Оби и Иртыша и с 1590 приступили к колонизации Сибири. В 1601–1619 они достигли Енисея и подчинили восточную часть Западной Сибири;... | | Образовательная программа обеспечивает жизнедеятельность, функционирование... Рациональная структура Образовательной программы доу предполагает наличие пяти основных разделов |
| Урок по теме «Байкал жемчужина Сибири» Задачи урока: Побудить интерес учащихся к окружающему миру; закрепление знаний по природе Сибири | | Рабочая программа по курсу «История Сибири» для 8 класса 2013 2014 учебный год России, имеет богатую историю. Но, к сожалению, в рамках школьного курса истории России в средней школе история Сибири практически... |
| Сравнительный эколого-генетический анализ микроспоридий и их хозяина... Сравнительный эколого-генетический анализ микроспоридий и их хозяина – байкальской амфиподы gmelinoides fasciatus | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Население Сибири. Хозяйственное освоение Сибири. Составить конспект. Написать реферат |
