Зоопланктон наливного водохранилища-охладителя харанорской грэс (забайкалье): динамика формирования разнообразия и экология 03. 02. 08 экология (биологические науки)
Скачать 328.41 Kb.
|
На правах рукописиАфонина Екатерина ЮрьевнаЗООПЛАНКТОН НАЛИВНОГО ВОДОХРАНИЛИЩА-ОХЛАДИТЕЛЯ ХАРАНОРСКОЙ ГРЭС (зАБАЙКАЛЬЕ): ДИНАМИКА ФОРМИРОВАНИЯ РАЗНООБРАЗИЯ И ЭКОЛОГИЯ 03.02.08 – экология (биологические науки) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Иркутск - 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институт природных ресурсов экологии и криологии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Чита
Защита состоится « 25 » мая 2012 г. в 13.30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.074.07 при Иркутском государственном университете (ФГБОУ ВПО) по адресу: 664003, г. Иркутск, ул. Сухэ-Батора, 5, биолого-почвенный факультет ИГУ, ауд 219. Отзывы просим направлять ученому секретарю диссертационного совета по адресу: 664003, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 1, биолого-почвенный факультет ИГУ. Тел./факс: (3952) 241855; e-mail: dissovet07@gmail.com; kataf@mail.ru С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Иркутского государственного университета Автореферат разослан « 23 » _ мая _2012 г.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследований. Стремительное развитие гидроэнергетики приводит к тому, что водоемы-охладители в настоящее время являются достаточно распространенным типом водных объектов, и в то же время они обладают комплексом специфических особенностей, в значительной мере отличающих их от других водоемов (Буторин, 1969; Протасов и др., 1991; Суздалева, 2002). Водохранилищные экосистемы представляют собой сложный тип искусственно созданных водных объектов с регулируемым водным режимом, благодаря которому изменяются уровень и проточность, определяя тем самым характер гидробиологического режима (Мордухай-Болтовской, 1975; Протасов и др., 1991; Топачевский и др., 1971; Дзюбан и др., 1984). Изучение водохранилищ актуально, поскольку водохранилище ГРЭС – это принципиально новое экологическое явление, нуждающееся в соответствующей оценке с точки зрения фундаментальных знаний в области экологии, гидробиологии, и прежде всего, для оценки определения специфики сукцессионного формирования нового водоема (Сухомлинова и др., 2005). Объект нашего исследования – водоем-охладитель – результат создания самой крупной в Забайкальском крае Харанорской ГРЭС. Актуальность исследований определяется его высокой значимостью для работы гидроэлектростанции, а также его рыбохозяйственным и рекреационным значением. Создание водохранилища именно наливного типа в долине р. Онон, дало возможность решить одну из важных проблем – отрицательное влияния ГРЭС на экосистему одной из крупных рек Верхнего Амура. Ведь гидроэнергетический комплекс является одним из мощных загрязнителей среды. На примере искусственного водоема, созданного в степном районе Южного Забайкалья рассматриваются процессы формирования одного из основных компонентов биоты – зоопланктона, на фоне тепловой нагрузки. Водохранилище-охладитель относится к наименее распространенной, а следовательно, и к мало изученной группе непроточных «умеренно перегретых» водоемов (Пидгайко, 1971) с наливным характером наполнения. Сведения по гидробиологическому режиму, в частности и по изучению сообщества планктонных беспозвоночных, таких водоемов крайне скудны. Малое наливное водохранилище-охладитель, расположенное в аридной зоне в условиях резко континентального климата, – это неустойчивая экологическая система с нарушенными структурными связями и параметрами с колоссальной тепловой нагрузкой. Рассмотрение процесса превращения водных масс одного типа в другой в конкретных условиях среды, отличающихся набором признаков, свойственных определенной ландшафтной зоне, несомненно, актуально и представляет большой интерес для науки. Цель и задачи исследования. Цель работы – изучить особенности формирования зоопланктонного сообщества малого степного наливного водохранилища-охладителя Харанорской ГРЭС. Задачи исследований: 1) определить таксономическое разнообразие и доминирующий комплекс зоопланктона; 2) дать характеристику исходного биофонда; 3) изучить временные и пространственные аспекты сукцессий зоопланктона на фоне влияния объекта энергетики; 4) рассмотреть влияние абиотических факторов энергетической отрасли на развитие планктонных организмов; 5) оценить качество воды с использованием индикаторных организмов зоопланктона; 6) выявить особенности формирования планктонного зооценоза и основные факторы, обуславливающие его развитие. Защищаемые положения.
Научная новизна и теоретическая значимость работы. Впервые проведено исследование зоопланктона малого степного наливного водохранилища-охладителя Харанорской ГРЭС. Составлен систематический список планктонных беспозвоночных всех обследованных водных объектов. Изучены изменения структуры планктонных беспозвоночных в ходе сезонных и межгодовых сукцессий на фоне влияния различных факторов среды. Исследовано влияние абиотических факторов, вызванные работой гидроэлектростанции, на зоопланктон для установления пределов толерантности и устойчивости организмов к техногенному воздействию. Изучена взаимосвязь планктонной фауны водоема-охладителя с другими элементами биоты. Выявлены особенности формирования зоопланктонного сообщества малого наливного водохранилища-охладителя, испытывающего значительную тепловую нагрузку под влиянием объекта энергетического комплекса и расположенного в аридной зоне резко-континентального климата. Впервые обнаружен новый для Восточной Сибири представитель японо-китайской фауны, дано описание его биологии и экологии. Расширен ареал распространения нескольких видов ракообразных. Оценено качество воды водохранилища-охладителя с использованием индикаторных организмов по Пантле и Букку в модификации Сладечека, в соответствии с эколого-санитарной классификацией. Практическая значимость. Проведенные исследования дополняют и расширяют научные данные по зоопланктону наливных водохранилищ и особенностям его формирования под влиянием объектов энергетического комплекса. Материалы исследования включены в отчеты по НИР: «Комплексная оценка и прогноз экологического состояния водохранилища-охладителя Харанорской ГРЭС», «Гидробиологическая характеристика рек Онон, Турга и водоема-охладителя Харанорской ГРЭС», «Разработка РБО на вселение растительноядных рыб в водоем-охладитель», «Влияние гидротехнических сооружений Харанорской ГРЭС на экосистемы рек Онон и Турга», выполненные при финансовой поддержке ОАО «ОГК-3» «Харанорская ГРЭС». Результаты исследований могут стать информационной и методической основой для экологического мониторинга воздействия энергетической отрасли на экосистему водоемов-охладителей, при подготовке спецкурсов по экологии водных экосистем; для оценки санитарно-экологического состояния и контроля качества воды в водоемах-охладителях; при прогнозировании возможных экологических последствий увеличения техногенной нагрузки на водоемы-охладители; для принятия решений о проведении мелиоративных работ с целью улучшение качества воды и бесперебойной работы ГРЭС. Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на конференциях различного уровня: Всероссийская научная конференция «Научные основы экологического мониторинга водохранилищ» (Хабаровск, 2005); Всероссийская научно-практическая конференция «Современные проблемы исследований водохранилищ» (Пермь, 2005); Всероссийская научная конференции «Фундаментальные проблемы изучения и использования воды и водных ресурсов» (Иркутск, 2005); Международная конференция «Биоиндикация в мониторинге пресноводных экосистем» (Санкт-Петербург, 2006); Региональная научная конференция «Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований» (Чита, 2006); Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы водохранилищ и их водосборов» (Пермь, 2007); Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы водохранилищ и их водосборов» (Пермь, 2009); The III International Symposium «Invasion of alien species in Holartic» (Борок-Мышкин, 2010); Международная конференция, посвященная 100-летию со дня рождения Ф.Д. Мордухай–Болтовского «Экология водных беспозвоночных» (Ярославль, 2010); Международная конференция «Антропогенная трансформация природной среды» (Пермь, 2010); II международная научная конференция «Разнообразие почв и биоты Северной и центральной Азии» (Улан-Удэ, 2011). Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, из них 2 – в изданиях, рекомендованных ВАК и 2 - в коллективной монографии. Личный вклад автора. Автор лично принимал участие в сборе полевого материала и его камеральной обработке. В отобранных пробах определен видовой состав, рассчитаны количественные параметры. Автором самостоятельно проведен анализ пространственно-временных изменений зоопланктона водохранилища-охладителя и водотоков, а также проанализированы возможные экологические факторы, оказывающие влияние на его развитие. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и 3 приложений. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц (в том числе 2 таблицы в приложении), 31 рисунок (в том числе 1 рисунок в приложении). Библиографический список включает 214 названий русскоязычных и 27 иностранных источников. Благодарности. Выражаю глубокую признательность заведующей лаборатории водных экосистем ИПРЭК СО РАН, к.б.н., доценту М. Ц. Итигиловой за руководство, ценные советы и всестороннюю помощь в проведении исследований и написании работы. Искренне благодарю с.н.с. лаборатории биологии водных беспозвоночных ЛИН СО РАН, к.б.н. Н. Г. Шевелеву за помощь в определении видов зоопланктона, освоении гидробиологических методик, за регулярные консультации и дружескую поддержку. Глубоко признательна в.н.с. ИПЭЭ РАН д.б.н. Н. М. Коровчинскому за определение редких видов Diaphanasoma. Особую благодарность выражаю своему дорогому мужу, с.н.с. лаборатории водных экосистем А.В. Афонину за помощь, понимание, поддержку и терпение. Огромное спасибо к.б.н., доценту ЗабГГПУ И. Ф. Кривенковой за ценные замечания и дружеское отношение. Признательна всем сотрудникам лаборатории (к.б.н. Г. Ц. Цыбекмитовой, с.н.с. Е. П. Горлачевой, к.б.н. Б. Б. Базаровой, к.б.н. А. П. Куклину, к.б.н. Н. А. Ташлыковой, ст. лаб. В. В. Перфильевой, к.б.н. Е. А. Корякиной, к.б.н. Е. Б. Матюгиной, к.б.н. П. В. Матафонову, вед. инж. В.Н.Субботиной), а также сотрудникам института В.А. Куйдиной, к.б.н. О. К. Клишко, к.г.н. И. Е. Михееву, к.г.н. В. А. Обязову, к.г.-м..н. Л. В. Замане за содействие на разных этапах работы. Благодарю директоров ОАО «Харанорская ГРЭС» В.Ч. Мясника, С.И. Васильчука, В.И. Худякова и работников гидротехнического цеха О. Н. Серебренникова. В. В. Оськина, В. Г. Пушкарева за помощь в проведении экспедиционных работ. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава I. Факторы формирования планктонных зооценозов водохранилищ-охладителей В главе представлена общая характеристика водохранилищ, особенности водохранилищ-охладителей. Представлены основные этапы формирования зоопланктонных сообществ и факторы, влияющие на их развитие. Глава II. Объекты и методика исследований Материал и методика. Исследования водохранилища-охладителя Харанорской ГРЭС (50028.563'N; 116020.682′E), дренажного канала и рек Онон (50º52.350′N; 115º39.368′E) и Турга (50º51.059'N; 115º39.444′E) проводились в период с 1995 по 2007 гг. Постоянные наблюдения проводились на станциях 1-3, 6-8 (рис.1). Собрано и обработано 221 проба зоопланктона. Для тотального облова в водохранилище применялась сеть Джеди средней модели и фильтрующим конусом из капронового сита диаметром ячеи 0,094 и 0,064 мм. Для изучения вертикального распределения организмов отбор проб производился планктобатометром Паталаса. В речных руслах образцы отбирались с берега ведром путем процеживания воды через гидробиологический сачок (размером ячеи 0,094 мм). Камеральную обработку проб, фиксированных 4%-м раствором формальдегида, проводили в лабораторных условиях с использованием стандартной количественно-весовой методики (Методические рекомендации.., 1982; Киселев 1969). Данные по биомассе зоопланктона получали путем определения индивидуального веса организмов с учетом их размера (Балушкина, Винберг, 1979; Ruttner-Kolisko, 1977).
При формировании таксономического списка использовали работы Г.Н. Маркевича (1990), Н.Н. Смирнова и др. (2007), В.Н. Dussart, D. Defaye (2001), H.J. Dumont, S.V. Negrea (2002), Н. Segers (2002). Идентификацию видов проводили по определителям Л.А. Кутиковой (1970, 2005), Н.Н. Смирнова (1971), Е.В. Боруцкого, Л.А. Степановой, М.С.Кос (1991), «Определителю пресноводных беспозвоночных …» (1995). Для оценки разнообразия применяли индексы: видового богатства Маргалефа (Мэгарран, 1992), видового разнообразия Шеннона-Уивера (Shеnnon, Weaver, 1963). Структуру ценозов, обилие отдельных видов рассматривали по мерам доминирования: индекс Симпсона (Одум, 1986), индекс Бергера-Паркера (Мэгарран, 1992). Для оценки характера распределения относительного обилия видов в сообществе использовали показатель выравненности – индекс Пиелу (Одум, 1986). С целью выявления структурообразующих видов зоопланктона рассматривали функцию рангового распределения относительно обилия видов (Федоров, Гильманов, 1980). Значение отдельных видов рассматривали по его встречаемости в пространстве (Цимдинь, 1978), порядку доминирования (Кожова, 1970). Для оценки изменчивости таксономической, размерной структуры зоопланктона рассчитывали показатели: доля основных таксономических групп (%) по численности (Nrot : Nclad :Ncop), то же (%) по биомассе (Вrot : Вclad :Вcop); соотношение биомасс циклопов и калянид (BCycl/BCal ); соотношение численностей кладоцер и копепод (Nclad/Ncop); средняя индивидуальная масса зоопланктера (Nобщ/Вобщ) (Андроникова, 1996). При изучении сезонной и межгодовой динамики зоопланктона рассчитывали величины общей численности (Nобщ) и общей биомассы (Вобщ), колебания численности Nmax/Nmin и биомассы Bmax/Bmin (Крючкова, 1985). Для оценки горизонтального распределения использовали индекс агрегированности (Андроникова, 1996). При фаунистическом анализе применяли степень сходства видового состава зоопланктона по индексу Чекановского-Съеренсена (Вайнштейн, 1976). При оценке экологического состояния водоема использовали метод Пантле-Бука в модификации Сладечека (Макрушин, 1974; Унифицированные методы ..., 1975). Объект исследования - наливное водохранилище, образованное путем обвалования дамбами участка поймы р. Онон в месте впадения в нее р. Турга, под затопление также ушли мелкие пойменные озера. Подпитка водоема осуществляется по мере необходимости, в период открытой из р. Онон, в зимний - из дренажного канала. Это бессточный водоем озерно-прудового типа площадью водного зеркала 4,1 км2, объемом водной массы 15,6 млн. м3 и средней глубиной 4 м (при НПУ 574 м БС). В течение года вода в водохранилище проходит через турбины двух энергоблоков 26,5 раз. Со сбросными водами ГРЭС в водоем ежегодно поступает 3243500 Гкал тепла. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Программа Вступительного экзамена в аспирантуру по специальности... Проблемы, связанные с антропогенным воздействием на биосферу. Экологический кризис. Связь экологии с социальными процессами. Значение... | | 2 Естественные науки (естествознание) 20. 1 Человек и окружающая... Материальное обеспечение дисциплины, технические средства обучения и контроля с. 7 |
| Структура сообществ и эколого-этологические особенности муравьев... «Бегишевская средняя общеобразовательная школа имени Мансура Хасановича Хасанова» | | Рабочая программа дисциплины экология Факультативная дисциплина по... Изучение курса позволит будущим специалистам оценивать свою профессиональную деятельность с экологических позиций |
| Человек. Экология. Здоровье Данный учебник предназначается для студентов вузов, изучающий современную экологическую ситуацию в рамках дисциплин «экология», «Социальная... | | Экология и устойчивое развитие россии «экология» приобрело популярность у общественных деятелей и политиков, литераторов, деятелей науки и искусства. Экологические проблемы,... |
 | Экология и природопользование В. А. Ермолаева. Социальная экология: Учебно-методический комплекс для студентов очной формы обучения Эколого – географического факультета... | | Тема: Экология как наука о взаимодействии организмов друг с другом Данный учебник предназначается для студентов вузов, изучающий современную экологическую ситуацию в рамках дисциплин «экология», «Социальная... |
| Техногенная трансформация видового разнообразия растительных сообществ... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Рабочая программа по учебному предмету «Экология животных» «Экология животных» для учащихся 7 класса составлена на основе программы И. М. Швец, опубликованной в сборнике Природоведение. Биология.... |
| Объяснение новой темы. Сегодня мы на занятии узнаем, что обозначает... Порядку оказания медицинской помощи по профилю «хирургия (трансплантация органов и (или) тканей человека)», утвержденному приказом... | | «Экология» По дисциплине «Экология» Для специальности 270102. 65 «Промышленное и гражданское строительство» Форма подготовки очная/заочная |
| Рабочая программа по экологии Вологодской области (Далее рабочая... Вологда: издательский центр виро, 2008. – 60с.) и Региональным образовательным стандартом дисциплины «Экология Вологодской области»... | | Программа курса "глобальная экология" для студентов, обучающихся... Данный учебник предназначается для студентов вузов, изучающий современную экологическую ситуацию в рамках дисциплин «экология», «Социальная... |
| Рабочая программа элективного курса по биологии «экология человека» Программа элективного курса содержит новые понятия и материалы, не содержащиеся в изучении предмета экология. Программа включает... | | Кафедра экологии и природопользования Рабочая программа учебной дисциплины «Экология животных» составлена в соответствии с требованиями ооп: 022000. 62 (05. 03. 06) Экология... |
