Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экология сообществ макробентоса Белого моря

ВАК РФ 03.00.08, Зоология

Заключение Диссертация по теме "Зоология", Шкляревич, Галина Андреевна

ВЫВОДЫ

1. На основе экологического картографирования на островах Северного архипелага выделено 15 и описано 6 самых продуктивных сообществ литорального макробентоса, в которых запасы наиболее значимых в кормовом отношении беспозвоночных варьируют в пределах 7-8 тыс. т, из них 6,5 тыс.т приходится на долю мидий.

2. На всех мониторинговых полигонах обнаружены довольно резкие межгодовые колебания количественных показателей и коэффициента сходства видового разнообразия. У мидий, Mytilus edulis, межгодовая амплитуда естественных колебаний плотности определена в пределах 13-35 тыс.экз/м2 и биомассы - 38 кг/м2 в различных точках залива.

3. Исследования макробентосных сообществ сублигорали показали, что они населены богатой, представительной, своеобразной флорой и фауной. Охраняемые мелководные сообщества являются репродуктивным резерватом и гарантом сохранности биоразнообразия для Кандалакшского залива и для Белого моря в целом.

4. Изучены особенности биологии беломорской полихеты Alitta virens (Sars). Более вероятной признается аллохтонная природа беломорских полихет. A. virens - всеядный бентофаг, временная и пространственная пластичность питания этих полихет дает основание прогнозировать стабильность беломорской популяции в составе экосистемы Белого моря. Обитающие на литорали A. virens, способны выносить длительное обсыхание. Установлено наличие межгодовой и локальной пластичности сроков и продолжительности нереста; основных параметров тела размножающихся полихет. Плодовитость колеблется в пределах 0,002-9,8 млн яиц.

5. Сообщество беспозвоночных в зарослях морской травы Zostera marina L. включает 21 вид. Преобладающими являются моллюски и полихеты. После гибели зостеры в Белом море в 60 гг., в настоящее время заросли зостеры восстанавливаются. В районе Северного архипелага на литорали о. Ряшкова суммарная площадь зарослей зостеры в 1974 г. была 180 м2, а в 1998 г - 4926 м2.

6. Большинство беломорских птиц и рыб кормятся морскими гидробионггами. Из 104 видов беспозвоночных животных и 12 видов водорослей, обитающих в одной из групп мелководий Северного архипелага, 38 и 11% соответственно входят в состав кормов гаги обыкновенной. Список беспозвоночных животных, являющихся объектами ее питания в Белом море составляет 53 вида.

7.Беломорские полихеты Alitta virens играют большую роль в питании многих морских птиц и рыб. Отработан метод восстановления массы съеденных птицами и рыбами полихет по длине их челюстей.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Шкляревич Г.А., Карпович В.Н. Об изменении численности и биомассы Mytiius edulis на литорали Семи островов (Восточный Мурман) зимой 1970 - 1971 гг // Тез. докл. II межведомственного совещания по изучению, охране и воспроизводству обыкновенной гаги. Кандалакша, 1972. С. 54 - 56.

2. Шкляревич Г.А. Запасы беспозвоночных и водорослей на литорали заповедных островов в вершине Кандалакшского залива И Десятая сессия ученого совета по проблеме " Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера." Тез. докл. Сыктывкар, 1977. С. 72 - 73.

3. Хлебович В.В., Шкляревич Г.А. О происхождении Nereis virens Sars в Белом море // Зоол.ж., 56,3,1977. С. 464- 467.

4. Шкляревич Г.А. О роли Nereis virens Sars в питании морских птиц Кандалакшского залива Белого моря // Экология,2, 1979. С. 91 -93.

5. Бианки В В., Бойко Н.С., НинбургЕА., Шкляревич Г.А. Питание обыкновенной гаги Белого моря // Экология и морфология гаг в СССР.М., 1979. С 126 - 170.

6. Хлебович В В., Комендантов А.Ю., Шкляревич Г.А. Самостоятельность Nereis virens, N. grandis и N. brandti (annelida, Polychaeta ) и изменчивость числа их парагнат // Зоол. ж., 59, 2, 1980. С. 1617-1624.

7. Шкляревич Г.А. Межгодовая динамика массовых видов бентоса на литорали некоторых островов Кандалакшского залива Белого моря // Биол. моря, 5,1980. С. 26 - 32.

8. Шкляревич Г.А. Сбор материала по биологии Nereis virens Sars в Белом море. Заключительный отчет. Депонирован в ВНТИ центре (125, Москва, Смольная, 14 ) инвентарный № 0282. 0072379 Кандалакша, 1981. 122 с.

9. Шкляревич Г.А. О некоторых сторонах биологии Zostera marina L. на литорали островов в вершине Кандалакшского залива // Природа заповедников РСФСР и ее изменение под влиянием естест-венйых и антропогенных факторов. М., 1982. С. 76 - 89.

10. Шкляревич Г.А. Использование подводных методов при оценке запасов донных беспозвоночных в Кандалакшском заливе // Подводные гидробиологические исследования, 25. Владивосток, 1982. С. 131-141.

11. Шкляревич Г.А. Охрана и изучение морских биоценозов в Кандалакшском заповеднике // Проблемы охраны природы в бассейне Белого моря. Мурманское кн.изд., 1984. С. 122 -130.

12.Шкляревич Ф.Н., Шкляревич Г.А. О весеннем питании обыкновенной гаги на Семи островах ( Восточный Мурман ) // Экология и морфология птиц на крайнем северо-западе СССР. М., 1982. С. 56-65.

13. Шкляревич Г.А. Характеристика питания многощетин-кового червя Nereis \irens на литорали Кандалакшского залива Белого моря // Биол.моря, 4, 1984. С. 27 - 32.

14. Шкляревич Г.А. Размерный анализ полихеты Nereis virens налиторали Кандалакшского залива Белого моря // Биол. мо-ря,1, 1985. С. 65-68.

15.Шкляревич Г.А. Экологические особенности поселений Nereis virens на литорали Кандалакшского залива Белого моря // Фауна и экология беспозвоночных животных в заповедниках РСФСР. М., 1986. С. 153 - 159.

16. Шкляревич Г.А. Растительность как основообразователь кормовых угодий для птиц и рыб в условиях малых лагун Порьей губы // Природа и хозяйство Севера, 16. Мурманск, 1988. С. 48 -52.

17. Шкляревич Г.А. Запасы и временная гетерогенность биомассы водорослей - макрофитов на литорали островов вершины Кандалакшского залива Белого моря // Водоросли, лишайники, грибы и мохообразные в заповедниках РСФСР. М., 1989. С. 5 - 16.

18. Шкляревич Г.А. Зообентос малых лагун Порьей губы Кандалакшского залива белого моря // Тез. докл., Борок, 1989. С. 135 - 136.

19. Шкляревич Г.А. Донные макрофиты Порьей губы. // Тез. докл. конф. Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря. Кандалакша, 1995. С. 107-108.

20. Шкляревич Г.А. Гидробиологические исследования бентоса в Кандалакшском заповеднике // Тез. докл. I международный семинар: " Рациональное использование прибрежной зоны северных морей". Кандалакша., 1996. С. 56 - 57.

21. Карпович В.Н., Шкляревич Г.А. О возможной зависимости динамики численности обыкновенной гаги (Somateria mollissima ) в Кандалакшском заповеднике от естественных колебаний биомассы мидий (Mytilus edulis) // Экология птиц и тюленей в морях Северо-запада России. Апатиты, 1997. С. 44 - 67.

22. Шкляревич Г.А. 1997 Запасы двустворчатого моллюска Муа arenaria на литорали Порьей губы ( Кандалакшский залив Белого моря ) // Тез. докл. научно-практической конференции "Нетрадиционные объекты морского промысла и перспективы их использования". Мурманск. С. 173 - 175.

23. Шкляревич Г.А. Запасы и состав штормовых выбросов водорослей на островах вершины Кандалакшского залива Белого моря//Тез. докл. конф.молодых ботаников. Санкт-Петербург, 1997. С. 38.

24. Шкляревич Г.А. Водоросли и беспозвоночные животные мелководий Порьей губы (Кандалакшский залив Белого моря) // Тез. докл. II международный семинар: "Рациональное использование прибрежной зоны северных морей". Кандалакша, 1998. С. 52-54.

25. Шкляревич Г.А. О состоянии и задачах гидробиологических исследований в Кандалакшском заповеднике // Тез. докл. II международный семинар: "Рациональное использование прибрежной зоны северных морей". Кандалакша, 1998. С. 42 - 44.

26. Шкляревич Г.А. Характеристика макрозообентоса двух лагун Порьей губы (Кандалакшский залив Белого моря). //Тез. докл. конф. Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря. Архангельск, 1998. С. 143 - 144.

27. Шкляревич Г. А. О роли морских мелководий Кандалакшского заповедника в Белом море // Тез. докл. юбилейной научной конференции, посвященной 60-летию Беломорской биологической станции им. Н.А.Перцова МГУ им. Ломоносова. Москва, 1998. С. 91-92.

28. Шкляревич Г.А. Водоросли и беспозвоночные животные мелководий Порьей губы. Апатиты, 1999. 70 с.

29. Шкляревич В.Ф., Шкляревич Г .А. Ctenophora Порьей губы (Белое море, Кандалакшский залив) // Тез. докл. IV науч. конференции ББС МГУ, Москва, Русский университет, 1999. С. 63 - 64.

30. Шкляревич Г.А. Разнообразие макрозообентоса акваторий Кандалакшского заповедника в Белом море. // Тез.докл. семинар "Оптимизация использования морских биоресурсов и комплексное управление прибрежной зоной Баренцева моря". Мурманск, 1999. С. 95-96.

31. Шкляревич Г А. Особенности биологии Nereis virens Sars в Белом море. // Тезисы докл.,семинар " Виды - вселенцы в европейских моря России. ММБИ КНЦ РАН Мурманск, 1999. С. 111 - 113.

32. Шкляревич Г.А. О появлении Nereis virens Sars в Белом море // Тезисы докл., семинар " Виды - вселенцы в европейских моря России. ММБИ КНЦ РАН Мурманск, 1999. С. 108 - 110.

33.Гришанков A.B., Нинбург Е.А., Шкляревич Г.А. Макро-зообентос Кандалакшского заповедника. Флора и фауна заповедников, вып. 83. Москва, 2000. 74 с.

34. Шкляревич Г.А. Морские беспозвоночные // Летопись природы Кандалакшского заповедника за 1998 г. Кандалакша, 2000. С. 117 - 169 (электронный вариант).

35. Корякин A.C., Шкляревич Г.А. Влияние опреснения на литоральные сообщества в кутовом участке Кандалакшского залива. // Тез. докл. конф. Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря. Архангельск, 2001. С. 81 - 83.

36. Корякин A.C. Шкляревич Г.А. Регулирование реки Нивы и сохранение заповедного режима в кутовом участке Кандалакшского залива. ). // Тез. докл. конф. Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря. Архангельск, 2001. С. 41 - 44.

37. Брязгин В.Ф., Шкляревич Г.А. Разнообразие макробен-тических Arthropoda Белого моря. // Тез. Докл. конф. Биоразнообразие Европейского Севера. Петрозаводск, 2001. С. 30 -31.

38. Шкляревич Г.А. Размещение двустворчатых моллюсков Муа arenaria на литорали Порьей губы ( Кандалакшский залив Белого моря ) (в печати).

39. Bryazgin V., Shklyarevitch G. A diversity macrobenthics Arthropoda of the White Sea In: 4-th European Crustaceans Conference. Abstracts. Lodz, Poland, 2002 (in press).

40. Bryazgin V., Shklyarevitch G. To biology littoral Am-phipoda of the Kandalaksha bay of the White sea. In: 4-th European Crustaceans Conference. Abstracts. Lodz, Poland, 2002 (in press).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В последнее время происходит непрерывное увеличение антропогенной нагрузки на морские экосистемы Севера. Зоной особо активной хозяйственной деятельности являются тесно взаимодействующие друг с другом Баренцево и Белое моря, прибрежные районы которых местами подвергаются сильному антропогенному прессингу.

В настоящей работе положено начало решению одной из важнейших современных задач морской биологии и экологии для морей европейского севера - описан мелководный макробентос как эталон биоразнообразия в Белом море, а так же как кормовая база для птиц, рыб и некоторых млекопитающих. Заложены полигоны и начаты работы по долгосрочному биологическому мониторингу.

Особая ценность настоящей работы заключается в том, что она выполнена в акватории Кандалакшского государственного природного заповедника, где охраняемые экосистемы следует считать эталоном и гарантом сохранности биоразнообразия для Белого моря в целом.

Выполнено картографирование литоральных сообществ на островах Северного архипелага. Составлены карты размещения, выделено 15 и описано 6 самых продуктивных сообществ, определены в них запасы наиболее значимых в кормовом отношении беспозвоночных. Запасы наиболее значимых в кормовом отношении беспозвоночных, в них варьируют в пределах 7-8 тыс. т (в том числе на долю мидий приходится около 6,5 тыс.т).

При сравнении полученных в 1972 - 1975 гг. результатов в одной из точек с аналогичными данными, описанными для 1959 г. (Кусакин, 1963) показано, что запасы массовых беспозвоночных и водорослей не остаются постоянными во времени. Эта часть работы привела автора к важному выводу о том, что статический подход к изучению бентоса позволил выявить основные особенности бентос-ных сообществ, упорядочить накопленные знания о них, но далее назрела настоятельная необходимость долгосрочных мониторинговых исследований сообществ на стационарных участках заповедных акваторий для определения многолетней амплитуды естественных колебаний количественных показателей морских беспозвоночных. С точки зрения и охраны и рационального использования природных ресурсов прибрежной зоны северных морей это необходимо для выполнения двух задач. Первая — определив величины естественных межгодовых долгосрочных колебаний количественных характеристик массовых морских беспозвоночных, мы сможем выявить и доказать антропогенные причины тех или иных изменений, произошедших в их сообществах. Особенно остро эта проблема стоит в перспективе охранной деятельности Кандалакшского заповедника. Вторая - знания о межгодовой динамике плотности поселений и биомассы наиболее распространенных видов морских мелководных сообществ и сопоставление этих данных с динамикой птиц и рыб, со временем может дать возможность прогнозирования как состояния сообществ беспозвоночных, так и численности птиц и рыб.

С 1971 г. такие наблюдения за динамикой межгодовых характеристик массовых литоральных беспозвоночных и водорослей были начаты на одном из островов Северного архипелага - луде Девичьей, с 1996 г.- еще в пята точках Кандалакшского залива.

Выявлена существенная временная гетерогенность биомассы водорослей-макрофитов и ее связь с воздействием климатических факторов. Амплитуда биомассы самых распространенных фукусовых, Fucus vesiculosus и Ascophyllum nodosum может составлять от 6 до 12 кг/м2 между отдельными, но не рядом стоящими годами.

На всех мониторинговых полигонах обнаружены довольно резкие межгодовые колебания количественных показателей и коэффициента сходства видового разнообразия. У мидий межгодовая амплитуда естественных колебаний плотности определена в пределах 13 -35 тыс.экз/м2 и биомассы - 3 - 8 кг/м2 в различных точках залива.

Резкие межгодовые колебания плотности и биомассы мидий объясняются, главным образом, двумя группами наиболее значимых из всего множества причин. Первая - воздействие совокупности прямых и опосредованных метеорологических условий (температура и соленость морской воды, направление и скорость ветра, волновые потоки, прибой, ледовый режим), рельефа дна и характера грунта. Вторая - выедание птицами, рыбами, и хищными беспозвоночными, такими как морские звезды и брюхоногие моллюски. Межгодовые колебания качественного состава сообщества литорального зообентоса на мониторинговом полигоне луды Девичьей так же довольно значительны (от 12 видов в 1972 г. до 25 - в 1975 г.). Всего здесь за все годы исследований идентифицировано 33 вида беспозвоночных, (+ 5 определенных до рода), относящихся к 32 семействам, 21 отряду, 11 классам и 10 типам (+ 3 группы, не определеных до родов и видов). Степень сходства видового состава (всего в целом) по годам колебалась от 52% между 1972 и 1973 гг. до 83% между 1980 и 1981 и между 1988 и 1991 гг.

Исследования макробентосных сообществ сублиторали показали, что они населены богатой, представительной, своеобразной флорой и фауной. Охраняемые мелководные сообщества являются репродуктивным резерватом и гарантом сохранности биоразнообразия для Кандалакшского залива и для Белого моря в целом.

Список беспозвоночных животных, обитающих на мелководьях Порьей губы, включает 244 вида. Из них 10 относятся к типу губок, 19 - кишечнополостных, 59 - червей, 49 - членистоногих, 62 - моллюсков, 21 - щупальцевых, 1 - плеченогих, 12 - иглокожих, 8 - асцидий и 1 - кишечнодышащих. От всего макрозообентоса это составляет 30%. Полнее всего представлена фауна моллюсков и червей, что характерно для Белого моря в целом.

Список водорослей-макрофитов, обитающих на мелководьях Порьей губы включает 49 видов. Из них: 7 относятся к типу зеленых водорослей, 16 - бурых и 26 - красных. От всей альгофло-ры Белого моря это составляет 26,8%. Полнее всего в Порьей губе представлена флора красных водорослей - 37,7% от числа зарегистрированных в Белом море. Бурые и зеленые водоросли представлены беднее. 21,3% и 17,9% соответственно.

Изучены особенности биологии беломорской полихеты АНйа \ irens (Заге). Первые недели донной жизни эти полихеты проводят в верхних участках сублиторали до глубины 0,5 м в поверхностных слоях мягких грунтов. Далее часть молодых полихет по всей вероятности остается в сублиторали, но многие мигрируют в литоральную зону, где они устраивают норки в илисто-песчано-каменистых грунтах. Верхняя граница обитания А. \irens находится в зоне, обсыхающей в среднем на 18 часов в сутки. На литорали Белого моря молодые А. уйгет являются всеядными бентофагами. Список компонентов питания включает 13 видов растений и 23 -животных. Выявлена высокая временная и пространственная пластичность питания алитг, которая дает основание считать, что беломорская популяция А. уггст прочно вошла в состав экосистемы мелководий Белого моря и прогнозировать ее стабильность по крайней мере на ближайшие десятилетия.

Данные по изменению размеров обитающих на литорали А. \irens показывают, что основные средние параметры тела полихет увеличиваются в течение лета. Позднее они уменьшаются за счет миграции крупных червей в сублитораль, а мелких (сеголеток) из сублиторали на литораль. В конце октября-ноябре все сеголетки и годовики А. У1гепя при температуре беломорской воды близкой к замерзанию (-0,5°) мигрируют в сублитораль. По окончании ледостава часть перезимовавших полихет, возвращается в литоральную зону, часть годовиков остается в сублиторальных местообитаниях. По нашим данным средний вес нерестящихся полихет (самцов и самок вместе) колеблется из года в год и в различных районах в среднем от 16 до 21 г. Мы считаем, что, возможно, некоторые двухлетки могут стать половозрелыми и нереститься в двухлетнем возрасте, но основная масса A. virens нерестится в возрасте трех лет или старше при достижении соответствия зрелых стадий оогенеза (температурных потребностей) сезонным и межгодовым изменениям температуры воды. По многолетним наблюдениям массовый нерест в вершине Кандалакшского залива начинается 26 июня (в среднем за 13 лет), заканчивается -8 июля (17 лет). Соотношение полов близко 1:1с очень незначительным преобладанием самок. Плодовитость беломорских A. virens колеблется в пределах от 0,002 до 9,8 млн яиц.

Анализ материалов по биологии беломорских A. virens позволяет отдать предпочтение той из гипотез о путях и механизме проникновения этого вида в Белое море, согласно которой алитта попала в данный водоем путем переноса его пелагических стадий течением Гольфстрим из Атлантического океана. Анализ вооружения глотки алитгы из различных районов Белого моря и сборов, присланных нам из нескольких точек атлантического и тихоокеанского побережий, а также ревизии литературных данных дали основание уточнить систематическое положение беломорского A. virens Sars и двух близких видов - A. grandis (Stimpson) и A. brandti Malmgren.

A. virens - один из обычных видов на мелководьях большей части Белого моря. Эти полихеты играют большую роль в питании многих морских птиц и рыб. Изучена зависимость между размерами челюстей и массой тела A. virens. Отработан метод восстановления массы съеденных птицами и рыбами полихет по дайне их челюстей.

Исследовано сообщество беспозвоночных в зарослях морской травы Zostera marina L., оно включает 21 вид. Преобладающими здесь являются моллюски и полихеты. После гибели зостеры в Белом море в 60 гг., в настоящее время заросли зостеры восстанавливаются. В районе Северного архипелага на литорали о. Ряшкова суммарная площадь зарослей зостеры в 1974 г. была 180 м2, а в 1998 г. - 4926 м2.