Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологические основы биопродуктивности озер разных природных зон (тундра, тайга, смешанный лес)

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Китаев, Станислав Петрович

В в е д е н и е

1. Материал и методика.ЗХ

2. Краткая характеристика природных зон.

3. Гидрологическая характеристика озер.£

3.1. Площадь, средняя и максимальная глубины.

3.2. Удельный водосбор, показатель условного водообмена, расчет поступления воды, минеральных, органических веществ и биогенов.

3.3. Термические условия и термическая классификация озер.

3.4. Прозрачность водь:.

4. Гидрохимическая характеристика озер.

4.1. цветность воды озер.-.

4.1 Л .Цветность и показатель условного водообмена. ¿

4Л.2.Цветность и прозрачность.

4.1.3.Цветность и содержание кислорода.

4Л.4.Цветность и содержание С09.

4.1.5.Цветность и величина рН.

4Л.6.Цветность и минерализация.

4.1.7.Цветность и перманганатная окисляемость.10.

4.2. Содержание кислорода.

4.3. Активная реакция воды (рН) и содержание двуокиси углерода (С09).

4.4. Общая минерализация.

4.4.1 .Минерализация и площадь озер.

4.4.2.Минерализация, средняя и максимальная глубины.

4.4.3.Минерализация и показатель условного водообмена.

4.5. Перманганатная и бихроматная окисляемости, органическое вещество.

5. Влияние гидрологических и гидрохимических показателей fia количественное развитие кормовой базы и ихтиомасзы.

5.1. Введение

5.2. Биомасса зоопланктона, бентоса, ихтиомасса, промысловая рыбопродукция и площадь озера.

5.3. Биомасса зоопланктона, бентоса, ихтиомасса и глубина озер {средняя и максимальная).

5.4. Биомасса зоопланктона, бентоса, ихтиомасса и показатель условного водообмена.

5.5. Биомасса зоопланктона, бентоса, ихтиомасса и про з рачн о с т ь в оды.

5.6. Биомасса зоопланктона, бентоса, ихтиомасса к показатель относительной прозрачности. IS

5.7. Биомасса зоопланктона, бентоса, ихтиомасса и термические группы озер.

5.3. Биомасса зоопланктона, бентоса, ихтиомасса и иветность.

5.9. Биомасса зоопланктона, бентоса, ихтиомасса и содержание кислорода.

5.10.Биомасса зоопланктона, бентоса, ихтиомасса и

5.11.Биомасса зоопланктона, бентоса, ихтиомасса и минерализаиия воды.

5.12.Биомасса зоопланктона, бентоса, ихтиомасса и морфоэдафический индекс.

5.13.Зоопланктон и бентос.

6. Влияние биологических показателей на ихтиомассу.

6.1. Ихтиомасса и биомасса бентоса.*.

6.2. Ихтиомасса и биомасса зоопланктона.

6.3. Ихтиомасса и биомасса зоопланктона и бентоса.

6.4. Ихтиомасса и удельный вес окуня в ихтиопенозе

6.5. Ихтиомасса и удельный вес карповых видов рыб в ихтиопенозе.

6.6. Ихтиомасса и удельный вес хищников-ихтиофагов. в ихтиоценозе

6.7. Ихтиомасса и ихтиоценоз.

6.8. Ихтиомасса и ихтиомасса (кг/га).

7. Соотношение между биомассой фитопланктона, первичной продукцией, кормовой базой и ихтиомассой.

7.1. Биомасса фитопланктона, кормовая база, ихтиомасса

7.2. Первичная продукция, кормов ая база, ихтиомасса

8. Природные зоны, биологические показатели и шкалы трофносги

8.1. Природные зоны и биомасса фитопланктона.

8.2. Природные зоны и первичная продукция фитопланктона.

8.3. Природные зоны, биомасса зоопланктона, бентоса и ихтиомасса.

8.4. Классификация озер по биомассе фитопланктона, содержанию хлорофилла "а" и первичной продукции.

8.5. Классификация озер по биомассе зоопланктона, бентоса, ихтиомассе и промысловой рыбопродукции.

9. Методика определения ихтиомассы и рыбопродуктивности озер по лимнологическим показателям.

9.1. Обзор методик определения ихтиомассы и рыбопродуктивности.

9.2. Определение ихтиомассы и рыбопродуктивности по лимнологическим показателям.

Л и т е р а т у р а.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологические основы биопродуктивности озер разных природных зон (тундра, тайга, смешанный лес)"

Озера, по которым собраны основные сведения, расположены на территории Европейской частя СССР и относятся к трем гидрографическим районам (Давыдов,1955; Кузин,I960): Карелия-Кольский полуостров, Северный и Северо-Западный районы Европейской территории СССР. Кроме того, использованы некоторые сведения по озерам Финляндии, Швеции, Норвегии, Дании, ГДР, Польши и Чехословакии, расположенных в бассейне Балтийского, Норвежского и Баренцева морей. Таким образом, исследованные озера лежат на огромной территории от Дании на западе и до предгорий Урала на востоке и от Заполярья на севере до предгорий Карпат и Судет на юге площадью 3198 тыс,км2 (без островов), на долю СССР приходится 1775 тыс.км2, или 56$. Территория охватывает, в основном, три природные зоны: тундру, тайгу, зону смешанных лесов и высотную поясность, озера которой в работе не рассматриваются.

Общее число озер на этой территории достигает более 80О тыс., а их суммарная площадь, примерно, 166950 км^ (табл.1), что составляет 5,2$ от площади всей территории, в то время как средняя озерность по всем континентам равна 1,8$.

Общее число озер, число озер на 1000 км2 территории, средняя площадь одного озера и озерность по разным странам и районам Европейской части СССР изменяется в широких предео лах (табл.1). Наибольшее число озер на 1000 км характерно для Кольского полуострова (824) и Норвегии (618), в то время как наибольшая озерность наблюдается в Карелии (19,2$), Финляндии (9,4$) и Швеции (8,6$).

Озера бассейна Балтийского моря с давних пор были предметом пристального изучения учеными многих стран и на примере которых заложены основы биологической классификации озер и региональной ЛИМНОЛОГИИ (ïïiienemann ,1925; Naumann Д932).

Основы географической зональности почв были заложены еще В.В.Докучаевым (1883, 1899, 1948), который указывал, что "та же зональность, тот же всемогущий закон природы весьма резко выражен и в морях, и в океанах, и в реках". Можно добавить; и в озерах.

Основной причиной зональности является зональное распределение солнечной лучистой энергии. Поэтому, как писал C.B. Колесник (1970),"на земле зональны температура воздуха, воды и почвы, испарение и облачность, атмосферные осадки, барический рельеф и система ветров, свойства воздушных масс, характер гидрографической сети и гидрологические процессы, особенности геохимических процессов выветривания и почвообразования, тип растительности и животного мира, скульптурные формы рельефа, в известной степени, типы осадочных пород, наконец, географические ландшафты, объединенные в систему ландшафтных зон".

На географическую зональность термического режима озер указывали Ф.Форель (1892),-Ф.Руттнер (1931), С.Иошимура (1936), Хатчинсон и Леффлер (1956); озерных отложений - В.В.Алабышев (1932), Л.Л.Россолимо (1964) и В.Н.Абросов (1982); гидрохимических ингредиентов - Г.А.Максимович (1955), И.В.Баранов (1962) и А.В.Шнитников (1973); водного баланса - Б.Б.Богословский (1959,1960) и гидробиологических показателей количественного развития - М.П.Сомов (1920), В.А.Мовчан (1948), -Ф.М.Суховерхов (1953), П.В.Тюрин (1961), Е.В.Боруцкий (1963), Г.Г.Винберг (1971), МЛ.Пидгайко (1978), В.Н.Абросов (1975, 1982) и другие исследователя.

Но плодотворность зонального принципа, как указывает В.Н.Абросов (1975), признается не всеми. Поэтому, к сожалению, принципы географической зональности для характеристики качественных и, особенно, количественных показателей гидро-бионтов не получили должного развития в гидробиологических исследованиях пресных вод. Внимание многих исследователей было сосредоточено на учении о типах озер и на выяснении влияния ландшафта на водоемы (в понимании региональной лимнологии Наумана) без учета природной зоны, что затрудняет сравнение однотипных озер, расположенных в разных природных зонах. Ведь часто зональные особенности климата перекрывают влияние местного литологического состава, почвы и растительности (Абросов,1975; Brylinsky, Mann , 1973). Олиготрофные или евтрофные озера зоны тундры или тайги значительно отличаются отожготрофных и евтрофных озер зоны смешанных лесов или степей.

К настоящему времени только в трех природных зонах Европы наиболее полно изучено уже несколько тысяч озер, что позволяет подвести некоторые предварительные итоги: выявить зональную закономерность распространения озер; оценить изменения гидрологических, гидрохимических и количественных биологических показателей биомассы и продукции и определить характерные величины основных лимнологических и биологических показателей озер; выяснить зависимость величин биомасс фито= и зоопланктона, бентоса и рыбы от абиотических факторов. Г.Г. Винберг (1978) пишет, что "на современном этапе развития наших знаний внимание концентрируется на анализе разных проявлений взаимозависимости биологических явлений и их закономерной связи с абиотическими факторами". Такой подход позволит

Таблица I

Число озер, их площадь и озерность в бассейнах Норвежского, Баренцева, Белого и Балтийского морей Европы

Место

Число

Число Площадь озер на

•озер озер, кгд2 1000 о таг

Средняя пло-' щадь I озера¡Озерность га ! все !6ез ! ВСе! без озе- !озе-!язер г, »болеео! „о |боле(

Острова 13986 1270 130 9,1 9,1 1,2 1,2 арктических морей

Кольский 107146 8196 824 7,7 6,3 6,3 5,2 полуостров

Норвегия 200000 12950 618 6,5 5,7 4,0 3,5

Карелия 61855 33185 358 54,0 18,1 19,2 6,9

Финляндия 75000 31558 223 42,0 20,1 9,4 4,5 т Северный 232419 13757 232 5,9 5,3 1,4 1,2 край

Швеция 85000 38000 189 45,0 8,6 о Северо- 20647 16975 92 85,0 13,9 7,6 1,3 запад

Эстония 1524 4045 37 266,0 14,2 4,7 0,5

Латвия 2230 950 35 43,0 43,0 1,5 1,5

Литва с Кали- нинградской 8340 840 104 10,0 10,0 1,0 1,0 областью

Белоруссия3 4710 2147 57 46,0 46,0 2,6 2,6

Польша 9296 3169 30 34,0 31,8 1,0 1,0

Итого:

810494 166950 253 20,6 5,2

Архангельская область, Кош АССР, часть Вологодской и Кировской областей

Ленинградская, Новгородская и Псковская области, незначительная часть Архангельской,Вологодской и Калининской областей и Литовской ССР

Часть Белоруссии,незначительная часть Псковской»Калининской обл.Литовском.Латвийской и Украинской ССР,относящихся к бассейнам рек Западная Двина,Неман и Западный Буг. производить таксацию водоемов в интересах рыбного хозяйства, оценить их реальные возможности с учетом лимнологических показателей и природных зон и наметить основные пути разработки экологических прогнозов и управления качеством вод.

Автор искренне благодарен всем гидробиологам, гидрологам, гидрохимикам, ихтиологам и лимнологам, в результате самоотверженного труда которых к настоящему времени комплексно изучено несколько тысяч озер.

Искренне и от всей души автор благодарен чл.-корр.АН СССР Г.Г.Винбергу за многолетнюю постоянную помощь, поддержку и ценные советы: без содействия и помощи Г.Г.Винберга работа не была бы выполнена. Автор благодарен также д.б.н., проф.директору СеврыбНИИпроекта Л.П.Рыжкову за помощь и предоставление возможности закончить работу в условиях института. Автор многим обязан библиотечным работникам Карельского филиала АН СССР и В.В.Богдановой за помощь в подборе литературы и составлении библиографии. Большая работа проделала Л.М.Гигашвили при подготовке материала и рукописи к печати.