Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-биологическая характеристика рыб верхнего течения реки Лена

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Эколого-биологическая характеристика рыб верхнего течения реки Лена"

На правах рукописи

Потёмкина Татьяна Викторовна

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЫБ ВЕРХНЕГО ТЕЧЕНИЯ РЕКИ ЛЕНА

03.02.08-экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 6 г'АП Ш

005059541

Иркутск-2013

005059541

Работа выполнена на кафедре зоологии позвоночных и экологии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения «Иркутский государственный университет»

Научный руководитель:

доктор биологических наук, Книжин Игорь Борисович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, Ситникова Татьяна Яковлевна

доктор биологических наук, Романов Владимир Иванович

Ведущая организация:

Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, г. Хабаровск

Защита состоится 31 мая 2013 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.074.07 при ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет» по адресу: 664003, г. Иркутск, ул. Сухэ-Батора, 5, Биолого-почвенный факультет ИГУ, ауд. 219.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Иркутского государственного университета по адресу: 664003, г. Иркутск, б. Гагарина, 24.

Отзывы просим направлять по адресу: 664003, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 1,

биолого-почвенный факультет ИГУ.

Тел. / факс: (3952) 241855; e-mail: dissovet07@gmail.com

Автореферат разослан < » апреля 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент

А.А. Приставка

■ Актуальность. Планомерное исследование ихтиофауны водоёмов бассейна р. Лена продолжается около века. За этот период наиболее полно изучены рыбы и условия их обитания в среднем и нижнем участках течения от Витима до дельты (Борисов, 1928; Аверинцев,1930; Карантонис и др., 1956; Кириллов, 1972; Скрябин, 1977; Калашников, 1978; Карасёв и др., 1983; Кириллов А.Ф., 1989; Биота Витимского заповедника ..., 2006 и др.). Системных наблюдений за динамикой состава и экологией рыб собственно верхнего течения реки, а именно ее русла, не проводилось. Полученные сведения, в основном, касались бассейна её первого крупного правого притока р. Киренга (Книжин, 1993). Также известно несколько работ, посвящённых биологии и экологии отдельных видов рыб этого участка бассейна (Мишарин, 1971; Скрябин, 1979; Егоров, 1983; Дёмин, 2007, 2008, 2010; Матвеев и др., 2009). На сегодняшний день единственной обобщающей публикацией всё ещё остается монография П.Г. Борисова «Рыбы реки Лены» (1928).

Несмотря на продолжительное антропогенное воздействие на водоёмы верхнего течения Лены и прилегающую к ним территорию (освоение зоны БАМ, вырубка леса, разработка газоконденсатного Ковыктинского месторождения, проведение газопровода, строительство дорог), мониторинговые исследования состояния гидробионтов носили эпизодический характер. Ещё два десятилетия назад участок реки от её истоков до г. Усть-Кут являлся одним из немногих, где из-за недостаточной освоенности сохранялись благоприятные условия обитания и воспроизводства рыб, а также других представителей горно-таёжных биоценозов. В последние годы экономическое развитие этой территории заметно интенсифицировалось. Происходит освоение природных ресурсов, из-за чего сокращается залесенность территории, увеличилась посещаемость населением труднодоступных районов, учащаются случаи браконьерства. По этим причинам изучение биологии и экологии рыб, условий их обитания являются актуальным и необходимым для оценки антропогенного воздействия, организации контроля за состоянием водных экосистем в целом и ихтиофауны в частности. Результаты исследований являются основой для проведения мониторинга и разработки мер рационального использования ресурсов этой экономически важной и перспективной территории региона.

Истоки Лены и притоки, составляющие верхнее и среднее течение реки, граничат с байкальским бассейном, что даёт возможность проводить изучение закономерностей формирования и функционирования биоценозов в условиях сопредельных водоразделов. Изучение состава сообществ водных экосистем и закономерностей распределения гидробионтов в разнотипных водоёмах позволяет понять причины динамики и специфичности составов гидрофауны, характер и направление эволюционных процессов в них происходящих на фоне возрастающего антропогенного воздействия.

Цель: Определить современный видовой состав рыб водоёмов бассейна верхнего течения р. Лена, изучить условия их существования, биологические и экологические характеристики. Оценить состояние ихтиофауны и перспективы её использования.

Задачи:

1. Рассмотреть физико-географическую характеристику района и условия обитания рыб.

2. Выяснить особенности распределения рыб на различных участках реки, представленность и состав фаунистических комплексов.

3. Определить количественные и качественные показатели кормовой базы рыб и трофность водоёмов.

4. Установить биологические показатели (линейно-весовой рост, возрастной и половой составы), морфометрические признаки рыб, их миграции, состав питания, особенности использования кормовой базы.

5. Оценить характер антропогенного воздействия на ихтиофауну, её состояние и перспективы хозяйственного использования.

Научная новизна исследования. Уточнен современный видовой состав рыб бассейна верхнего течения Лены и их ареалы. Установлены основные показатели зообентоса и зоопланктона русла реки и связанных с ней водоёмов различной типологии, оценена их трофность. Определены биологические характеристики рыб, их миграции, биотопические, сезонные и возрастные особенности питания, специфика использования кормовой базы, а также факторы, негативно влияющие на состояние экосистемы.

Практическая значимость работы. Результаты исследований необходимы природоохранным организациям в качестве основы для организации и продолжения мониторинга за водными экосистемами бассейна верхнего течения р. Лена, экологическим службам для оценки состояния ихтиофауны, донных сообществ беспозвоночных, прогнозирования изменений их популяцион-ных и продукционных характеристик в условиях возрастающего антропогенного влияния, обоснования охранных и воспроизводственных зон. Полученные данные могут применяться для расчета объёма компенсационных мероприятий при строительстве гидротехнических объектов, ведении механизированных работ в руслах рек и пойменных участках, а также обоснования рыбоводных мероприятий. Результаты используются в рамках изучения учебных дисциплин студентами специальностей «Биология» и «Экология» в Иркутском государственном университете.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Современная ихтиофауна верхнего течения Лены сформировалась после прекращения связи Байкала и пра-Лены в плейстоцене, её стока в бассейн Енисея через Н. Тунгуску и переориентации направления реки на северо-восток.

2. Рыбы верхнего течения Лены представлены 3 фаунистическими комплексами, среди которых преобладают виды бореально-равнинного.

3. Основной пищевой стратегией рыб является использование определенных групп организмов в соотношениях, отличных от их доли в зообентосе.

Апробация результатов исследования. Материалы и результаты исследований представлены и докладывались на Всероссийской конференции «Проблемы биологии и экологии Байкальского региона» (Иркутск, 2009), Всероссийской конференции «Водные экосистемы Сибири и перспективы их исполь-

зования» (Томск, 2011), научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы мониторинга экосистем антропогенно нарушенных территорий» (Ульяновск, 2011), научно-теоретических конференциях молодых учёных Иркутского госуниверситета (Иркутск, 2006, 2011, 2012), научных семинарах кафедры зоологии позвоночных и экологии ИГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе, 3 в журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы из 160 источников, в том числе, иностранных работ - 21, 50 прил. Изложена на 138 стр., включает 34 табл., 33 рис.

Благодарности. Выражаю признательность научному руководителю И.Б. Книжину за поддержку на всех этапах выполнения работы; сотрудникам ры-бинспекции г. Усть-Кут, особенно И.К. Гжибовскому, за содействие в проведении исследований; сотрудникам метеопостов «Орлинга» и «Таюра» за предоставленную информацию и участие в работе; искренне благодарна к.б.н, с.н.с. ЛИН СО РАН (г. Иркутск) Н.Г. Шевелевой за помощь в определении зоопланктона и советы; коллективу кафедры зоологии позвоночных и экологии Иркутского государственного университета за содействие и внимание.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕРХНЕГО ТЕЧЕНИЯ РЕКИ ЛЕНА Приведена краткая история гидробиологических исследований р. Лены, в том числе её верхнего течения, со времён экспедиции П.С. Палласа (1811) до начала XXI в. Первым информативным трудом о рыбах этой реки явилась монография проф. П.Г. Борисова «Рыбы реки Лены» (1928), которая и сейчас имеет определенный научный интерес. Впоследствии была опубликована работа Ф.Э. Карантониса с соавт. (1956) «Рыбы среднего течения реки Лены». В период освоения БАМ, вышли в свет несколько статей, в разной мере характеризующих представителей ихтиофауны озерно-речных участков реки прилегающих к магистрали (Скрябин, 1979; Егоров, Шадрин, 1983; Егоров, 1985 и др.). В последние десятилетия в основном проводились эпизодические исследования, по результатам которых опубликованы работы, посвященные экологии отдельных видов рыб, населяющих различные участки верхнего течения р. Лена (Книжин, 1993, 1994; Демин, 2007, 2008,2010; Богданов, 2007; Матвеев и др., 2009 и др.).

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В основу работы положены материалы, собранные автором в течение полевых сезонов 2003-2004 и 2006-2010 г.г. в водоёмах бассейна Лены на отрезке от Качуга до устья р. Таюра. Протяженность исследованного участка реки составила около 650 км. Сбор осуществлялся в русле реки, притоках, озёрах, курьях и заливах (рис. 1). Лов рыбы проводился сетями ячеёй 10-50 мм, спиннингом, сачком и мальковой ловушкой. Изучение биологических характеристик выполнено согласно традиционным ихтиологическим методикам (Чугунова, 1959; Правдин, 1966; Методическое пособие..., 1974 и др.). Всего собрано и обработано 2393 экз. рыб. Все рыбы были подвергнуты биологическому анализу, у 929 экз. изучены морфометрические признаки,

состав питания исследован у 2238 экз. Анализ уловов проводился на собственном материале и сведениях, полученные при участии рыболовов-любителей.

Приводимые научные названия миноги и пескаря для бассейна верхней Лены нуждаются в уточнении, поэтому их следует считать предварительными. Это связано с продолжающейся дискуссией относительно уровня фенетических и генетических различий близких форм и соблюдения номенклатурных правил.

Пробы зообентоса и зоопланктона отбирались в местах лова. Зообентос на глубинах до 0,6 м бентометром Леванидова площадью захвата 1/16 м2. Определение организмов выполнялось до отряда или семейства. Зоопланктон в озёрах и курьях отбирался процеживанием столба воды от дна до поверхности сачком площадью отверстия 0,125 см2 с конусом из сита 100 мкм. Пробы дрифта брались в речном потоке тем же орудием с экспозицией 5-10 мин. Одновременно проводились промеры глубин, оценивалась прозрачность, измерялась скорость течения. Пробы фиксировали 4% раствором формальдегида. Всего собрано: 51 проба зообентоса, 56 - зоопланктона, 12 -дрифта. Обработка проводилась по стандартным гидробиологическим методикам (Жадин, 1956; Киселев, 1956; Руководство..., 1983 и др.).

Рис, 1. Карта-схема района исследований. 1 - р. Лена, п. Качуг, 2 - оз. Куни-цынское, 3 - Куницынская курья, 4

- д. Заплёскино, 5 - Безымянное озеро выше п. Жигалово, 6 - оз. Греховское 7 - р. Тутура, 8 - п. Жигалово, 9 - р. Илга, 60 км выше по течению, 10 - р. Илга, устье, 11

- р. Орлинга, 12 - г. Усть-Кут, 13 -д. Подымахино, 14 - р. Таюра, устье; 15 - р. Таюра, 25 км выше по течению.

Масса тела веслоногих, ветвистоусых ракообразных и коловраток рассчитывалась по уравнению связи длины тела и сырой массы (Балушкина, Винберг, 1979; ЯиПпег-К.оМ5ко, 1977). Доминантами считались виды с

относительной численностью >5%. (Лазарева, 1997). Численность и биомасса зоопланктона определялись в 1м3 (Инструкция ..., 1978).

Трофность пойменных водоёмов оценивалась по структурным показателям зоопланктона (Китаев, 2007).

Для характеристики использования рыбами кормовой базы применялись такие показатели, как ширина пищевой ниши (NB) и величина сходства объектов питания со значениями последних в составе кормовой базы (PS). Ширина пищевой ниши (NB) и мера сходства рассчитывались по формулам:

NB= l/(RIpi2), где

р - количество i-ro вида корма в составе пищи; R-число видов корма у исследуемого вида (Levins, 1968):

p=l-0,5[pi-qi]=min(p„qi), где q,-количество i-ro вида корма в кормовой базе (Feisinger et al., 1981; Шорыгин, 1952). Характер потребления рыбами различных видов корма оценивался путём сопоставления значений показателей NB и PS (Rachlin, Warkentine, 1987; Rachlin et al., 1989)(табл. 1).

Таблица 1.

Алгоритм оценки пищевой стратегий рыб NB

Значение Низкое Высокое

Низкое специалист селекционист

Высокое оппортунист генералист

Примечание: генератст - вид с широким спектром потребляемых организмов, представленных соответствующими долями в кормовой базе; специалист - вид с узким спектром питания, доля и состав организмов в котором не пропорциональны таковым в кормовой базе; селекционист - вид с относительно широким спектром питания, но потребляющий лишь определенные группы организмов кормовой базы; оппортунист - вид с узким спектром питания, состав и доли организмов в котором соотносятся с таковыми в кормовой базе.

Элективность питания (Е) рассчитывалась по модифицированному Vanderploeg и Scavia (1979) показателю B.C. Ивлева (1955), усовершенствование которого повышает его информативность за счёт учёта числа видов корма, используемого рыбами (Lechowic, 1982).

Е= Wj-(1/N) . при W¡ = Rj/Pj , где W¡ + (l/N) Rj/P¡

N - число объектов питания, R, - количество i-ro вида корма в составе пищи, P¡ -то же в кормовой базе (Manly, 1974). Величина индекса изменяется от «-1» до «+1», но максимальное значение может быть получено в нереальной ситуации.

Для сравнения видового разнообразия фаун применялся индекс Чеканов-ского-Серенсена - Ies, который представляет собой отношение числа общих видов к среднему арифметическому числу видов в двух списках (Песенко, 1982):

Ies =-——. рДе

(а+Ь)+(а+с)

а - число видов, присутствующих в обоих сравниваемых биотопах, b — число видов, имеющихся только в первом биотопе, с- число видов, имеющихся только во втором биотопе. Статистическая обработка проводилась с использованием лицензированных программ MS Exel 2003, Statistica 5.5 (Боровиков, Боровиков, 1998). Дендограммы сходства строили невзвешенным парно-групповым методом (UPGMA) с арифметическим усреднением (Sneath, Sokal, 1973).

Глава 3. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ И УСЛОВИЯ ОБИТАНИЯ РЫБ

На основе собственных и опубликованных материалов дана характеристика физико-географических условий района исследований (Кожов, 1950; Соколов, 1952; Плащёв, Чекмарёв, 1978 и др.).

Русло Лены - от истока до Витима - характеризуется значительным падением уклона и наличием перекатов. Скорость течения - до 1,5 м/с. Дно гравий-но-галечниковое, в курьях и озёрах - илистое или илисто-песчаное. Основное питание - снеговое и дождевое. Среднее количество осадков - 300-400 мм/г. По гидрохимическому режиму река относится к горно-таёжному типу. Ионный состав изменяется с гидрокарбонатного на хлоридный. Территория характеризуется слабым уровнем тепловой обеспеченности, резкими межгодовыми, сезонными и суточными колебаниями температур. В годы исследований, отмечались суточные и межгодовые изменения температуры воздуха, что отражалось на ходе температуры воды. Схожая динамика наблюдалась в притоках Лены. Продолжительность ледовых явлений в среднем - 137 сут., половодья - 60-75 сут. В 2006 г. уровень воды в притоках и русле Лены повышался с середины мая до середины июня, в 2007-2008 г.г. - в первой половине мая.

Зоопланктон. Представлен 76 видами, из них 37 - коловратки, 29 - ветви-стоусые и 10 - веслоногие ракообразные. Разнообразие коловраток и ракообразных в озёрах составило 54 таксона. Наибольшую численность в русловой части показали коловратки, курьях - веслоногие. В курьях биомасса зоопланктона достигала 60 мг/м3, русле - 10-15 мг/м\ на плёсах, у берега и протоках - 30-200 мг/м3, в среднем - 90 мг/м3. На основе таксономической структуры зоопланктона, его количественных показателей, трофический статус водоёмов верхнего участка Лены изменяется от олиготрофного до а-мезотрофного типа. В сравнительном аспекте величина значений биомассы верхнеленского участка сопоставима с таковой среднего течения реки, которая в правобережной части в среднем составляет 0,39 мг/м3 с максимумом - 7,25 мг/м3, а в левобережной - этот показатель почти в 4 раза выше. Нижнее течение реки от верхнего и среднего участков отличают более высокие продукционные характеристики зоопланктона, численность которого достигает 31500 экз./м3, а биомасса - 299,5 мг/м3 (Руководство..., 1983).

Зообентос. Зарегистрировано 19 групп организмов, среди которых, вне зависимости от времени сбора, по массе преобладали личинки подёнок, стрекоз и ручейников, по численности - хирономиды и подёнки (рис. 2). Биомасса зо-обентоса русловой части в различных биотопах изменялась от 0,1 до 23,9 г/м2, в среднем 0,5-13,7 г/м2. Минимальная численность организмов составляла 96 экз./м2, максимальная - 6656 экзУм2, в среднем 143-4245 экз./м2, соответственно. Сопоставляя показатели зообентоса верхнего и среднего течения Лены, можно отметить доминирование тех же групп. Однако величины значений численности и биомассы зообентоса в среднем течении немногим ниже. В зависимости от характера биотопа в среднем течении Лены численность организмов не превышает 428-612 экз./м2, биомасса 6,05-8,47 г/м2, ниже г. Якутск - 121-539 экз./м2,1,7-8,8 г/м2, соответственно (Кириллов и др., 2009).

a Nematode И Mollusca 0 Hemiptera □ Chironomidae, larvae

£3 Oligochaeta В Gammaridae Q Coleoptera, larvae

□ Polychaeta Q Arachnida (Acarinae) 0 Coleoptera, imago

И Ceratopogariidae, larvae 0 Simulidae, larvae

В Hirudinea a Odonata, larvae В Plecoptera, larvae В др. Diptera, larvae

D Copepoda 0 Ephemeroptera, larvae в Trichoptera, larvae □ Megaloptera, larvae

Рис. 2. Биомасса (а), численность (б) зообентоса верхнего течения р. Лена

Глава 4. СОСТАВ ИХТИОФАУНЫ И ЕЁ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

Ихтиофауна бассейна верхнего течения Лены включает 24 таксона, относящихся к 21 роду, 12 семействам, 8 отрядам и 2 классам. В рядах ранжирования отрядов лидерами являются Сурпшйэгтев (3 семейства, 8 родов и 9 видов) и 5а1тотТоггпе5 (3 семейства, 6 родов, 7 видов). Они и определяют её облик, составляя 50 % по числу семейств, по 66,7 % - родов и видов. Рыбы этой части бассейна представлены 3 фаунистическими комплексами: бореально-равнннным, бореально-предгорным и арктическим пресноводным. Наибольшее число видов включает бореально-равнинный комплекс (41,7 %), однако в водоёмах бассейна они распределены неравномерно (табл. 2).

Таблица 2.

Состав ихтиофауны и её распределение в верхнем течении р. Лены

4» 4>

Виды, подвиды о аа О е X а 1" и X щ ~2 X £ 2 Л <9 О. О 4> 1 -

С К с £ н си I* 2С в £ с* о 1 си С * о. е; ки Р X! и о. С 4) 1 О. о и )£ о о с

Арктический пресноводный фаунистический комплекс

сатсИаИсят # * *** *** *** -

Соге^опт рШЫиап *« * ** ** - - *** *** ***

Соге^опш Ш%ип • * ** * - - *** • *• *** *** -

Ргозоршт суНп&асеит • ** *** ** ** - - *** -

БаЫеНпш а]ртт ** -

Ша #** *** *** *** ? - *•• *** *** • ** ***

Бореально-равнинный фаунистический комплекс

Ааретег ЬаегП - - ** - - -

Езох !ис1т »** • •* *** * *• *** *** ** ***

¿еисгзсиз ¡еиЫзсиз Ьмса/ешгя <м* *** • •* *** ... *** *** *** * **

Сагш51'ш рЬеИо - - - •** - - - •*

ЯшИю гиШш ¡аш/ш *** *** *** • *** »+ * *** ** ***

СуптосерЬЫт сетиш ** *•* *•* **• ? - * - *** * *

Регса /1и\шиН$ *** • •* *** **• *•• *** **• ** **#

СоЫ/и те1тю/еиса *** **♦ ** + - **• *** *•* *#

СоЫо 5/Ыпсш ? *** **• *•

Ютупскосурпь регспигш - - - - - *** - - ** - *

Бореально-предгорный фаунистический комплекс

ВгасЬутузиос ¡епок *** *** • ** - - *** *** ** -

Нчс1ю югтеп * • ** * - - *** ** *

ТИутаПт ЬтсаЫепегтз *•* *** *** - - •*• *** *•* *** -

ВагЬаЫа ют • ** *•* *•* *** ? - • ** *** • ** ***

РИохтт р!юхтш • * • * **• *» - *** *** • ** -

ЮгупсЪосурт 1а%о\у*кп *** *** ** - *** ** *•* *

СоШя роесИорих * ** ** - - *♦* *** *** *#*

С опт хШггсш *«* *♦* *** *** - - *** * - - -

Обозначения: «-« отсутствует; * - встречается единично; " - редкий; *** - обычный; **** -многочисленный; «?» - требует уточнения. данные Книжина (1993).

По видовому составу водоёмы верхней Лены подразделяются на несколько групп, среди которых наибольшее сходство отмечается у ихтиофаун русло-

вой части Лены и Киренги, пойменных озёр и курьев, горных притоков и предгорных озёр (рис. 3).

Русло Лены

Качуг Жигал Орлинга Таюра Киренга русл Киренга притоки Предгорные озера (Киренга) Куиицинская курья Пойменные оз. (Киренга) Куницинекое оз. Горные оз. (Киренга)

Р> □-1>

0.0 0.5

3.5

1.0 1.5 2,0 2,5 3.0 Эвклидово расстояние

Рис. 3. Дендрограмма сходства ихтиофауны водоёмов верхней Лены

К весенне-нерестующим относятся: елец, плотва, щука, хариус, ленок, таймень, сибирский голец, пестроногий и сибирский подкаменщики, окунь, ёрш (41,7 %); к летне-нерестующим: минога, осётр, речной гольян, озёрный гольян, амурский гольян, пескарь, щиповка, карась (37,5 %); к осенне-нерестующим: сиг-пыжьян, тугун, валёк, арктический голец (16,6 %); с зимним нерестом - налим (4,2 %). Большинство видов характеризуется единовременным нерестом (79,2 %), порционное икрометание отмечено у карася, пескаря, гольянов и ёрша. По характеру питания выделяются: хищники (щука, таймень, налим) - 12,5 %; бентофаги (осётр, сибирский голец, сиг-пыжьян, валёк) - 16,7 %; детритофаги (минога, щиповка) - 8,3 %; эврифаги (ленок, хариус, арктический голец, плотва, пескарь, подкаменщики, окунь, ёрш, елец, гольяны, карась) - 58,3 %; планктофаги (тугун) - 4,2 %.

Сравнительный анализ составов ихтиофауны рек Сибири показал, что наибольшее сходство (без вселенцев) отмечается у верхнего течения р. Лена с р. Ангара (/«-0,79), наименьшее с р. Амур (/«-0,19) (рис. 4). В верхнем течении Лены амурская фауна представлена амурским гольяном, а реликты - осётр и арктический голец, крайне малочисленны, встречаются редко или локально обитают в горных озёрах (Алексеев и др., 1999; Самусенок, Исаев, 1999).

Рассматриваемая часть Лены до плейстоцена не имела связи с остальным бассейном. Известно, что в нижнем плейстоцене существовал сток из оз. Байкал через верхнюю пра-Лену в Н. Тунгуску и далее р. Енисей, который прекратился около 0.5-0.06 млн. лет назад (Мац, 2001). Слияние верхней и средней Лены произошло в послеледниковый период (Думитрашко, 1955). Возможно, что по этим причинам составы ихтиофауны верхнеленского и ангарского бассейнов, имея много общего, отличаются от таковых других участков Лены, на

формирование которых также повлияли тектонические и гляциальные преобразования.

р Лена. верх течение р Ангара р Баргуэин(оз Байкал) р Тыя{оэ Байкал) р.Лена, сред.течение

р.Витим рОбь

р. Лена,ниж.течение

р Индигирка рОпенек р.Лена.дельта

2.0

4,5

2.5 3,0 3,5 4,0

Эвклидово расстояние

Рис. 4. Дендрограмма сходства составов ихтиофауны р. Лена и рек Сибири.

Глава 5. БИОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЫБ 5Л. Биологические показатели, распространение и миграции

Рассмотрены распространение, миграции, рост и созревание, плодовитость, возрастной и половой состав рыб. Дана характеристика их морфометри-ческих признаков, кроме осетра, арктического гольца, которые в уловах не встречались, а также тугуна и миноги в связи с малочисленностью выборок.

В целом биологические показатели исследованных рыб соответствуют параметрам, установленным для видов на ареале в условиях, характерных для большинства сибирских рек умеренных широт. Выявленные различия определяются спецификой биотопов.

Большинство видов широко распространено на исследуемом участке верхнего течения Лены, но в различных по типологии водоёмах их распределение неравномерно. К малочисленным, но широко распространённым видам относятся: минога, таймень, сиг и валёк. Обитание тугуна в этой части бассейна Лены ограничено её притоками - Орлингой и Киренгой (р. Окунайка) (Книжин, 1993). Осётр встречается чрезвычайно редко и не поднимается выше г. Усть-Кут. Арктический голец локально обитает в горных озёрах р. Чая (Алексеев и др., 1999; Самусенок, Исаев, 1999). Численность ленка в сравнении с упомянутыми видами, выше, но в уловах чаще встречались не достигшие половой зрелости особи. В русле Лены амурский гольян заметно преобладает над речным гольяном, а в низовьях притоков и бассейне р. Киренга наблюдалась обратная картина. Аналогичная ситуация имеет место у подкаменщиков. Обитание сибирского приурочено к русловой части Лены, а пестроногий более многочисле-нен и обнаруживается только в холодноводных притоках. В горных реках не встречался пескарь, но в русле Лены его численность очень высока.

Щиповка, сибирский голец, подкаменщики доминируют на перекатах, щука - в заливах и зарослевых участках рек, а хариус, ленок и таймень - в хо-лодноводных крупных притоках. На мелководных участках основного русла преимущественно нагуливается молодь, на глубоких плёсах в основном держатся крупные хищники - таймень, щука, реже окунь, ленок и сиг. Карась и озёрный гольян являются типичными обитателями изолированных озёр. Высокая численность и повсеместное распространение в русле характерны для окуня, ерша, ельца, пескаря, сибирского гольца, гольянов, щиповки.

Нерестовые миграции в притоки отмечаются у лососевидных рыб и налима. Мелкие карповые (гольяны, елец) совершают аналогичные перемещения вслед за ними в поисках лёгкой пищи. Большинство других видов нерестятся в тех же местах, где проходит нагул. Сиговые в летний период предпочитают смещаться из основного русла в придаточную систему, крупные курьи и медленно текучие протоки, а к концу лета перемещаются в притоки.

Соотношение полов у большинства видов изменяется с возрастом. У сига-пыжьяна, хариуса и плотвы оно зависит от характера миграций разнополых особей или конкретного биотопа. В выборках ленка, валька, карася, речного и озёрного гольянов отмечалось численное преобладание самок над самцами во всех возрастных группах. У других видов, как правило, количество самцов в старших возрастных группах уменьшалось.

Максимальный возраст промысловых рыб несколько ниже, чем у тех же видов из сопредельных речных бассейнов. Кроме того, величина значений показателей роста хариуса, щуки, карася, ельца, налима и речного гольяна из водоёмов верхнего течения р. Лена немногим уступает популяциям этих видов в других водоёмах региона. Рост длины и массы тела ленка, пескаря и сибирского подкаменщика в различных участках реки мало отличался. Напротив, заметные различия по этим показателям установлены у амурского гольяна, плотвы, ерша и окуня. У окуня и пескаря отмечаются медленно- и быстрорастущие особи, что, вероятно, связано с индивидуальными особенностями питания в различных по типу биотопах. У окуня обнаружены самцы, достигающие половой зрелости уже к концу первого года жизни.

5.2. Питание рыб

Разделение рыб верхнего течения Лены по типу пищевой специализации в определенной мере является условной процедурой, так как на разных этапах онтогенеза их пищевые предпочтения могут изменяться. В наших исследованиях в основном отражены пищевые потребности и предпочтения созревающих и половозрелых особей.

Хищники. Объектами питания тайменя, щуки и налима обычно являлись другие рыбы, иногда собственная молодь. Пища тайменя и налима состояла из реофильных видов, а щуки - лимнофильных. Сеголетки потребляли зообентос и молодь других видов. Полный переход на хищный образ жизни происходит у щуки на 1 году жизни, у тайменя на 2-3. Рацион налима различных возрастных групп не одинаков: у 4-5-летних - преобладали донные беспозвоночные, а у 7-8 летних - елец, гольяны, подкаменщики. Потребляемые щукой рыбы отражают

состав ихтиоценозов конкретного биотопа. В самых низовьях ленских притоков в ее пище чаще встречались елец и пескарь, а в русле - окунь и елец.

Бентофаги. Состав пищи сига-пыжьяна, валька, сибирского гольца составляли организмы зообентоса. Сибирскому гольцу и сигу свойственны возрастные особенности питания. Спектр потребляемых сигом-пыжьяном организмов относительно постоянен, однако соотношение долей основных компонентов (личинок подёнок и веснянок), изменялся в зависимости от характера биотопа. У сибирского гольца сеголетки чаще поедали личинок хирономид и других двукрылых, детрит, а рыбы старших возрастных групп - личинок подёнок и ручейников. В пище сибирского гольца роль хирономид с возрастом снижалась, а ручейников увеличивалась. Пища валька в русле Лены и притоках состояла, преимущественно, из мелких личинок хирономид, мошек и ручейников.

Детритофаги. К данной группе относятся минога и сибирская щиповка. Личинки миноги являются придонными фильтраторами, что определяется особенностями их строения, циклом развития и местами обитания. Межгодовые различия наблюдались в составе пищи щиповки, у которой кроме детрита также отмечались личинки хирономид и других двукрылых.

Эврифаги. Ленок, хариус, подкаменщики, елец, окунь, ерш, плотва, пескарь, гольяны, карась. Кроме разнообразных беспозвоночных, которые слагают основу пищи этих видов, некоторые из них, иногда, способны поедать рыб и мелких млекопитающих.

Для сибирского и пестроногого подкаменщиков, ельца, плотвы, пескаря, амурского гольяна, хариуса характерны сезонные особенности в питании. У сибирского подкаменщика состав потребляемых организмов летом постоянен, однако их соотношение изменяется в различных участках реки. В июне основная часть пищи состояла из личинок веснянок и ручейников, в июле-августе в рацион добавлялась рыба. Пестроногий подкаменщик в начале лета потреблял личинок подёнок, мошек и бокоплавов. Ближе к осени пищевой спектр изменялся, приблизительно равное значение по массе имели личинки ручейников, веснянок и подёнок, а также молодь рыб. В целом, у большинства видов, входящих в эту группу, весенний спектр потребляемых организмов был шире, чем осенью. Весной основными объектами питания ельца являлись личинки ручейников, подёнок, у плотвы - моллюски, у пескаря - личинки хирономид. Летом и осенью плотва, независимо от биотопа, поедала растительность. Пища пескаря состояла из личинок подёнок и олигохет, иногда, молоди рыб, а осенью - личинок ручейников, реже, хирономид. В этот период елец активно потреблял воздушных насекомых, доля водных личинок постепенно снижалась. Состав пищи хариуса отражает циклы развития амфибиотических насекомых. Кроме традиционных объектов - личинок подёнок и ручейников, спектр потребляемых им организмов летом существенно расширялся за счет включения имаго насекомых и пауков. Также встречались пиявки и олигохеты. Соотношение основных компонентов пищи по массе у этого вида в различных биотопах не одинаково. Схожий состав потребляемых групп организмов играл важную роль в весеннем питании амурского гольяна. Летом в его пище возрастала доля детрита и водо-

рослей, которые к августу преобладали по массе. В составе пищи этого вида в русле и притоке р. Таюра доминировали личинки ручейников и подёнок.

Возрастные особенности питания отмечались у ленка, окуня, ерша. Неполовозрелые рыбы чаще потребляли организмы зообентоса, а взрослые - молодь других видов. Их доля в пище ленка с возрастом увеличивалась, а разнообразие потребляемых компонентов уменьшалось. Молодь ерша специализировалась на личинках подёнок и стрекоз, взрослые предпочитали хирономид и мальков. Пища неполовозрелого окуня большей частью состояла из бокоплавов и личинок подёнок. Летом разнообразие потребляемых им организмов также увеличивалось за счёт воздушных насекомых. В период открытой воды в разной мере у этого вида возрастала доля личинок хирономид и других двукрылых, стрекоз, имаго клопов и жуков, а также пиявок и олигохет. Среди поедаемых взрослыми особями рыб чаще других отмечался сибирский голец. К осени их роль заметно возрастала до 95 % по массе и 40 % по частоте встречаемости.

Имели место биотопические особенности питания некоторых видов. Пища ленка у п. Жигалово и р. Таюра состояла из личинок подёнок и веснянок, а в устье р. Орлинга - рыб. Организмы зообентоса, несмотря на большую частоту встречаемости в пище этого вида, по массе имели второстепенное значение. Рацион ерша у п. Жигалово и р. Киренга формировали личинки подёнок, а в междуречье Орлинга-Таюра личинки хирономид, второстепенное значение имели подёнки, ручейники и рыба.

Речной гольян в русле у п. Жигалово питался только личинками ручейников. Ниже по течению значительную долю его пищи составляли личинки мошек, личинки и имаго подёнок, ручейников, веснянок, жуков, хирономид и других двукрылых. В районе устья Таюры по массе доминировали ручейники и мошки, в незначительном количестве - растительность.

Рацион ельца у п. Жигалово состоял из личинок подёнок, стрекоз, веснянок, олигохет и имаго жуков. На участке Орлинга-Таюра основная часть пищи была представлена детритом. Второстепенными по значимости организмами в районе р. Орлинга были имаго веснянок и личинки ручейников, аур. Таюра -личинки подёнок. Весной в притоках Лены - реках Илга и Тутура пища ельца формировалась за счёт личинок ручейников и веснянок, в р. Илга - бокоплавов. Пищевой спектр рыб в р. Тутура был более разнообразным, в его составе отмечались олигохеты, личинки стрекоз, подёнок и двукрылых.

Некоторые особенности отмечаются в питании рыб слабопроточных водоёмов. Основу пищи ельца в Греховском озере составляли личинки подёнок и моллюски, в меньшей степени личинки стрекоз. Более широкий спектр компонентов отмечался у этого вида в Куницынском озере. Ведущую роль играли бо-коплавовы, второстепенную - личинки подёнок, ручейников, веснянок, имаго жуков и муравьи. Молодь окуня в Куницынской курье потребляла зоопланктон и бокоплавов, которые сохраняли определенное значение в питании взрослых рыб. У некоторых особей встречались личинки ручейников и стрекоз. В Куницынском озере окунь поедал личинок хирономид, в меньшей степени подёнок и стрекоз, а в Греховском озере к ним прибавились имаго клопов. В пище плотвы Куницынского озера в июле встречались только личинки ручейников, причём у

более половины рыб кишечник был пуст. Основным объектом питания карася в Греховском озере являлись подёнки, значение которых с возрастом рыб уменьшалось, а доля ветвистоусых рачков, напротив, увеличивалась. У старше-возрастных особей этого вида большее значение в питании имели личинки хи-рономид. Пища озёрного гольяна из озера в районе п. Жигалово отличалась разнообразием потребляемых им организмов, среди которых по массе доминировали личинки и имаго стрекоз. В аналогичном по размерам озере у д. Орлин-га почти у половины рыб пища состояла из подёнок и ручейников.

Планктофаги. Тугун - единственный вид, который специализируется на питании зоопланктоном и мелкими амфибиотическими насекомыми.

5.3. Особенности использования рыбами кормовой базы Наши исследования ихтиофауны и донных сообществ беспозвоночных верхнего течения р. Лена охватили биотопы разного типа. Ограниченность времени наблюдений не позволяет сделать глубокие выводы о динамике наблюдаемых процессов. Тем не менее, выполненные работы дают возможность заложить основу мониторинга процессов, происходящих в водных экосистемах в условиях возрастающего антропогенного влияния.

В ходе анализа данных замечено, что состав пищи рыб не одинаков и зависит от сезона и структуры биотопов. Удалось выявить некоторые общие закономерности в использовании кормовых организмов отдельным видам или сообществом рыб в конкретном биотопе. Следует заметить, что исследование затронуло лишь часть потребляемых ресурсов, представленную макрозообенто-сом. Именно этот компонент кормовой базы используется рыбами в течение всей жизни. Другой, включающий воздушно-наземных насекомых, иногда кольчатых червей, мелких млекопитающих, имеет значение только в период открытой воды. Упомянутые группы организмов также в разной мере использовались членами рыбного сообщества, но из-за сложности количественной оценки специально не рассматривались. Их роль и значение в питании отдельных видов отчасти отражены в гл. 5.2. Оценивая стратегию потребления рыбами зообентоса, можно заметить, что в водоёмах верхней Лены в большинстве

случаев они ведут себя как «специалисты» (рис.5). Другими словами, используют в пищу небольшую часть организмов, доля которых в составе донных сообществ беспозвоночных и пище рыб могут не совпадать. Такой тип питания чаще отмечался у ленка, хариуса, ерша и окуня. На участке Лены у п. Жигалово хариус, валёк, плотва, пескарь, речной и амурский гольяны, окунь и щиповка вне зависимости от сезона использовали относительно узкий спектр организмов, которые составляли основу пищи. Однако их доля в составе зообентоса была

100

плесо озеро перекат

В специалист □ оппортунист

Рис. 5. Соотношение пищевых стратегий рыб в различных биотопах верхнего течения р. Лена.

не всегда такой же, что указывает на избирательность рыб в потреблении отдельных групп организмов, либо их большей доступностью. Лишь в некоторых биотопах ряд видов потреблял группы с относительно высокими значениями массы в составе зообентоса, что соответствует стратегии «оппортуниста». В основном это явление отмечалось в притоках, где количественные характеристики кормовой базы рыб ниже, чем в русле Лены.

Кроме зообентоса и наземных беспозвоночных хищники используют в пищу других рыб. Высокая численность, небольшие размеры и специфичность биотопов определяли разнообразие жертв и их доступность. К таковым относятся молодь и некоторые мелкие виды, например: гольяны, подкаменщики, щиповка, сибирский голец. Важными объектами питания хищников являлись елец, пескарь, ёрш и молодь окуня. В пище неполовозрелых особей тайменя и ленка речной гольян составлял 7-17 %, сибирский голец 25-47 % массы содержимого желудков. Линейные размеры жертв щуки составляли 6-36 %, окуня 2345 %, налима 10-40 % длины их тела.

Глава 6. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЫБНЫХ РЕСУРСОВ

Сведения об объёме добываемой рыбы в верхнем течении Лены в середине прошлого века, представлены в работах М.М. Кожова (1948) и К.И. Мишарина (1950). Промысел проводился в русле и её притоках: Киренге, Куте, Илге и Чае силами подразделений объединения «Иркутскоопзверпромхоз». Среднегодовой улов составлял - 763 т, что в несколько раз выше, чем в период освоения БАМ 1982-1991 г.г., когда объём учтённого вылова не превышал 40 т. Большая часть добывалась в Казачинско-Ленском и Усть-Кутском районах -13,5 и 13,1 т., соответственно. После 1993 г. в связи с изменениями в структуре и организации рыбных промыслов, оценка вылова проводилась эпизодически. По официальным данным в 2005 г. вылов на участке Жигалово-Усть-Кут составлял 6,5 т. В 2006-2011 гг. регистрированного промысла не проводилось. В 2011 г. таковой возобновился лишь в р. Киренга и составил всего - 3,7 т (рис. 6).

1982

1986

1989

1991

Ш Карповые п Лососевидные

0 Окуневые ■ Налимовые

пН

2005 2011 9 Щуковые

Рис. 6. Динамика объёма рыбодобычи в бассейне верхнего течения р. Лена (т) (данные Иркутской областной инспекции рыбоохраны и Байкальского филиала Госрыбцентра).

На основе анализа сетных уловов проведена оценка видового состава рыб на различных участках верхнего течения Лены, рассмотрено влияние антропогенного фактора на состояние ихтиофауны.

Участок реки Качуг-Жигалово характеризуется существенным воздействием на ихтиофауну браконьерского лова ставными и сплавными сетями малой ячейности и электроудочками. Основу уловов на этом отрезке составляли рыбы, не достигшие половой зрелости, а доля половозрелых особей была незначительной. Ниже по течению до Усть-Кута, заметное влияние на состояние ихтиофауны оказывают дноуглубительные работы, следствием чего является увеличение мутности и взвесей. Это затрудняет возобновление донной фауны беспозвоночных, приводит к их частичной гибели, а также снижению биомассы зоопланктона. Заиливание больших участков реки приводит к разрушению биоценозов, ухудшаются условия нагула и нереста рыб. Русло реки ниже Усть-Кута подвержено негативному воздействию судоходства, в основном из-за выбросов судов. Неудовлетворительное экологическое состояния среды сохраняется несколько десятилетий. В зависимости от времени года от Усть-Кута до Марково в уловах преобладали представители карповых, хариус и неполовозрелый ленок. Прилов состоял из окуня, щуки, редко, сига и тайменя. Валёк, хотя в уловах отсутствовал, по опросным данным, еще встречается. В последние годы антропогенная нагрузка увеличилась на правые притоки Лены: Таюру, Орлингу, Чичапту, Типик, Тыпту, которые являются местами воспроизводства лососевидных рыб. В большей мере это произошло из-за строительства дорог, прокладки трубопровода газоконденсатного месторождения, вырубок леса.

Сложившаяся ситуация требует организации и системной охраны воспроизводственных участков, контроля за соблюдением правил рыболовства и проведения рыбоводных мероприятий. К рекомендуемым можно отнести инкубацию икры в естественных водоемах или их зарыблении подрощенной молодью хариуса, ленка, сига. Необходимы мониторинг любительского рыболовства с целью определения его влияния на динамику численности рыб и регулирование лова объёмами ОДУ, переориентация промысла на необлавливаемые водоёмы. При проведении дноуглубительных мероприятий следует учитывать требования, обеспечивающие сведение к минимуму их влияние на рыб.

ВЫВОДЫ

1. Ихтиофауна бассейна верхнего течения р. Лены включает 24 вида и подвида, относящиеся к 21 роду, 12 семействам, 8 отрядам и 2 классам. Наибольшее число таксонов представлено отрядами Сургт^огтев (3 семейства, 8 родов и 9 видов) и 8а1тот1огте5 (3 семейства, 6 родов, 7 видов).

2. Рыбы исследованного участка Лены входят в состав 3 фаунистических комплексов: бореапьно-равнинного (41,7 %), бореально-предгорного (33,3 %) и арктического пресноводного (25 %). В сравнении с другими частями бассейна в верхнем течении реки преобладают представители бореально-равнинного и бореально-предгорного комплексов.

3. Ихтиофауна верхнеленского бассейна по составу имеет наибольшее сходство с таковой р. Ангара, что соответствует гипотезе существования связи их

гидросетей в прошлом. Амурская фауна в верхнем течении Лены представлена одним видом - амурским гольяном.

4. В составе зообентоса большинства биотопов по массе доминировали личинки стрекоз, ручейников и подёнок, по численности - личинки хирономид. Биомасса макрозообентоса в среднем составляла 0,33-28,5 г/м~, с численностью 143 - 4245 экз./м2. Потамопланктон отмечался в незначительном количестве -10-15 мг/м1 по массе. В заливах биомасса зоопланктона не превышала 60 мг/м3.

5. На основе количественных и качественных характеристик зоопланктона трофический статус озёр и слабопроточных водоёмов верхнего участка русла Лены можно отнести к олиготрофному и а-мезотрофному типам.

6. Биологические характеристики рыб, в целом, соответствуют видовым, определенным для бассейнов других сибирских рек. Отмечаемые различия отражают специфику их обитания в определенных биотопах.

7. Большинство видов рыб использует кормовые ресурсы избирательно, в соотношениях, отличных от их долей в составе зообентоса.

8. Антропогенная нагрузка на основное русло Лены и её правые притоки существенно возросла. Промышленное освоение новых территорий и доступность нерестовых рек привели к интенсификации браконьерства и, как следствие, омоложению популяций промысловых рыб.

9. Популяции тайменя, ленка, сига и валька правых притоков р. Лена от истоков до Усть-Кута в связи с низкой численностью и омоложением их возрастного состава могут быть рекомендованы к занесению в региональный список особо охраняемых животных.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

Статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.

1. Свердлова Т. В. Биология ленка Brachymystax lenok (Pallas) верхнего течения реки Лена / Т.В. Свердлова // Изв. ИГУ. - Сер. «Биология. Экология». -2009. - Т.2(2). - С. 64-69.

2. Свердлова Т. В. Биология окуня Perca fluviatilis (Linnaeus) верхнего течения реки Лены / Т.В. Свердлова, И.Б. Книжин // Изв. ИГУ. - Сер. «Биология. Экология». — 2011. - Т.4(3). - С. 64-69.

3. Изменчивость и таксономический статус сибирских популяций пестроногого подкаменщика Cottus poecilopus complex (Scorpaeniformes: Cottidae) Богданов Б.Э., Свердлова T.B., Книжин И.Б. //Жур. СФУ. Биология. - 2013. - Т. 6, Вып. 1. С. 18-31.

Статьи в других журналах.

4. Свердлова Т.В. Особенности распределения непромысловых рыб в верхнем течении реки Лены / Т.В. Свердлова, И.Б. Книжин // Вестн. ИГУ. - Вып. 14. - Иркутск,Изд-во ИГУ, 2011. - С. 60-62.

5. Свердлова Т. В. Биологические показатели и экологические особенности гольянов (Rhynchocypris, Phoxinus) водоёмов бассейна верхнего течения реки Лена / Т.В. Свердлова, И.Б. Книжин // Байк. Зоол. Жур. - 2011. - № 3(8). - С. 42-48.

6. Свердлова Т. В.Биология ельца Leuciscus leuciscus baicalensis (Dyb.) верхнего течения реки Лена / Т.В. Свердлова, И.Б. Книжин // Байк. Зоол. Жур. -2012. -№ 1(9).-С. 18-23.

Материалы конференций.

7. Свердлова Т.В. Морфо-биологические особенности щуки (Esox lucius) водоемов верхнего течения реки Лены / Т.В. Свердлова, И.Б. Книжин // Вест. Иркутского ун-та. - Иркутск, 2006. - Спец. вып.: Мат-лы ежегод. научно-теор. конф. мол. уч. - С. 14-16.

8. Свердлова Т.В. Состав ихтиофауны верхнего течения реки Лена и перспективы её использования / Т.В. Свердлова, И.Б. Книжин //Матер. Всерос. конф. с междун. участием, посвящ. 100 летию со дня рождения проф., засл. деятеля науки РФ Б.Г. Иоганзена и 80-летию со дня основания каф. ихтиол, и гидробиол. ТГУ (Томск, 19-21 апреля 2011 г.).-Томск, 2011.- С. 121-124.

9. Свердлова Т.В. Состояние ихтиофауны водоемов верхнего течения реки Лена в условиях возрастающей антропогенной нагрузки / Т.В. Свердлова, И.Б. Книжин // Матер. Научно-практ. Конф. с межд. участием (г. Ульяновск, 2023 октября 2011 г.) отв. ред. Б.П. Чураков, Ульяновск, УлГУ, 2011. - С. 136139.

Монографии.

Ю.Экологический мониторинг гидробионтов среднего течения реки Лены / А.Ф. Кириллов, В.В. Ходулов, И.Б. Книжин ...Т.В. Свердлова и др. -Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2009. - 175 с.

Учебное пособие.

11.Краткий каталог рыб реки Лена: Уч. пособ. / А.Ф. Кириллов, Л.Н. Сивцева ... Т.В. Свердлова. - Якутск: ЯФ ФГУП «Госрыбцентр», 2012. - 40 с.

Отпечатано в типографии РГ «Пилот» г. Иркутск, ул. К.Маркса, 11, тел. 203-130 Подписано в печать 19.04.2013г. Формат 60*90/16 Бумага офсетная. Печать RISO. Тираж 100 экз.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Потёмкина, Татьяна Викторовна, Иркутск

МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Иркутский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ИГУ»)

На правах рукописи

04201357505

ПОТЁМКИНА ТАТЬЯНА ВИКТОРОВНА

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЫБ ВЕРХНЕГО ТЕЧЕНИЯ РЕКИ ЛЕНА 03.02.08 Экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: д.б.н., проф. Книжин И.Б.

Иркутск-2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3 Глава 1. Гидробиологические исследования верхнего течения реки Лена 7 Глава 2. Материал и методы исследования 10 Глава 3. Физико-географическая характеристика района исследований и условия обитания рыб 17 Глава 4. Состав ихтиофауны и её распределение 34 Глава 5. Биология и экологические особенности рыб 43

5.1. Биологические показатели, распространение и миграции 43

5.2. Питание рыб 76

5.3. Особенности использования рыбами кормовой базы 104 Глава 6. Современное состояние и перспективы использования рыбных ресурсов 113 Выводы 121 Литература 123 Приложение 139

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Планомерное исследование ихтиофауны водоёмов бассейна р. Лена продолжается около века. За этот период наиболее полно изучены рыбы и условия их обитания в среднем и нижнем участках течения от Витима до дельты [1; 11; 15; 42; 43; 45; 47; 52; 114]. Системных наблюдений за динамикой состава и экологией рыб собственно верхнего течения реки, а именно ее русла, не проводилось. Полученные сведения, в основном, касались бассейна её первого крупного правого притока р. Киренга [56]. Также известно несколько работ, посвящённых биологии и экологии отдельных видов рыб этого участка бассейна [26; 27; 28; 29; 35; 78; 83; 115]. На сегодняшний день единственной обобщающей публикацией всё ещё остается монография П.Г. Борисова «Рыбы реки Лены» [15].

Несмотря на продолжительное антропогенное воздействие на водоёмы верхнего течения Лены и прилегающую к ним территорию (освоение зоны БАМ, вырубка леса, разработка газоконденсатного Ковыктинского месторождения, проведение газопровода, строительство дорог), мониторинговые исследования состояния гидробионтов носили эпизодический характер. Ещё два десятилетия назад участок реки от её истоков до г. Усть-Кут являлся одним из немногих, где из-за недостаточной освоенности сохранялись благоприятные условия обитания и воспроизводства рыб, а также других представителей горно-таёжных биоценозов. В последние годы экономическое развитие этой территории заметно интенсифицировалось. Происходит освоение природных ресурсов, из-за чего сокращается залесенность территории, увеличилась посещаемость населением труднодоступных районов, учащаются случаи браконьерства. По этим причинам изучение биологии и экологии рыб, условий их обитания являются актуальным и необходимым для оценки антропогенного воздействия, организации контроля за состоянием водных экосистем в целом и ихтиофауны в частности. Результаты исследований являются основой для прове-

дения мониторинга и разработки мер рационального использования ресурсов этой экономически важной и перспективной территории региона.

Истоки Лены и притоки, составляющие верхнее и среднее течение реки, граничат с байкальским бассейном, что даёт возможность проводить изучение закономерностей формирования и функционирования биоценозов в условиях сопредельных водоразделов. Изучение состава сообществ водных экосистем и закономерностей распределения гидробионтов в разнотипных водоёмах позволяет понять причины динамики и специфичности составов гидрофауны, характер и направление эволюционных процессов в них происходящих на фоне возрастающего антропогенного воздействия.

Цель: Определить современный видовой состав рыб водоёмов бассейна верхнего течения р. Лена, изучить условия их существования, биологические и экологические характеристики. Оценить состояние ихтиофауны и перспективы её использования.

Задачи:

1. Рассмотреть физико-географическую характеристику района и условия обитания рыб.

2. Выяснить особенности распределения рыб на различных участках реки, представленность и состав фаунистических комплексов.

3. Определить количественные и качественные показатели кормовой базы рыб и трофность водоёмов.

4. Установить биологические показатели (линейно-весовой рост, возрастной и половой составы), морфометрические признаки рыб, их миграции, состав питания, особенности использования кормовой базы.

5. Оценить характер антропогенного воздействия на ихтиофауну, её состояние и перспективы хозяйственного использования.

Научная новизна исследования. Уточнен современный видовой состав рыб бассейна верхнего течения Лены и их ареалы. Установлены основные показатели зообентоса и зоопланктона русла реки и связанных с ней водоёмов

различной типологии, оценена их трофность. Определены биологические характеристики рыб, их миграции, биотопические, сезонные и возрастные особенности питания, специфика использования кормовой базы, а также факторы, негативно влияющие на состояние экосистемы.

Практическая значимость работы. Результаты исследований необходимы природоохранным организациям в качестве основы для организации и продолжения мониторинга за водными экосистемами бассейна верхнего течения р. Лена, экологическим службам для оценки состояния ихтиофауны, донных сообществ беспозвоночных, прогнозирования изменений их популяцион-ных и продукционных характеристик в условиях возрастающего антропогенного влияния, обоснования охранных и воспроизводственных зон. Полученные данные могут применяться для расчета объёма компенсационных мероприятий при строительстве гидротехнических объектов, ведении механизированных ра-; бот в руслах рек и пойменных участках, а также для обоснования рыбоводных мероприятий. Результаты используются в рамках изучения учебных дисциплин студентами специальностей «Биология» и «Экология» в Иркутском государственном университете.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Современная ихтиофауна верхнего течения Лены сформировалась после прекращения связи Байкала и пра-Лены в плейстоцене, её стока в бассейн Енисея через Н. Тунгуску и переориентации направления реки на северо-восток.

2. Рыбы верхнего течения Лены представлены 3 фаунистическими комплексами, среди которых преобладают виды бореально-равнинного.

3. Основной пищевой стратегией рыб является использование определенных групп организмов в соотношениях, отличных от их доли в зообентосе.

Апробация результатов исследования. Материалы и результаты исследований представлены и докладывались на Всероссийской конференции «Проблемы биологии и экологии Байкальского региона» (Иркутск, 2009), Всерос-

сийской конференции «Водные экосистемы Сибири и перспективы их использования» (Томск, 2011), научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы мониторинга экосистем антропогенно нарушенных территорий» (Ульяновск, 2011), научно-теоретических конференциях молодых учёных Иркутского госуниверситета (Иркутск, 2006, 2011, 2012), научных семинарах кафедры зоологии позвоночных и экологии ИГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе, 3 в журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы из 160 источников, в том числе, иностранных работ - 21, 50 прил. Изложена на 138 стр., включает 34 табл., 33 рис.

Благодарности. Выражаю признательность научному руководителю И.Б. Книжину за поддержку на всех этапах выполнения работы; сотрудникам ры-бинспекции г. Усть-Кут, особенно И.К. Гжибовскому, за содействие в проведении исследований; сотрудникам метеопостов «Орлинга» и «Таюра» за предоставленную информацию и участие в работе; искренне благодарна к.б.н, с.н.с. ЛИН СО РАН (г. Иркутск) Н.Г. Шевелевой за помощь в определении зоопланктона и советы; коллективу кафедры зоологии позвоночных и экологии Иркутского государственного университета за содействие и внимание.

Глава 1. ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕРХНЕГО ТЕЧЕНИЯ РЕКИ ЛЕНА

Изучение верхнего течения реки Лена началось более двух веков назад. На начальном этапе оно носило описательный характер и зачастую основывалось на сообщениях местных жителей о встречах и поимке тех или иных рыб. Основным классическим трудом середины XVIII века стала монография П.С. Палласа «Zoographia Rosso-Asiatica» [151], посвященная зоологии региона, где приводятся сведения о видовом составе рыб сибирских рек и дано их краткое описание. В дальнейшем, изучение гидрофауны Лены возобновилось лишь с экспедицией Р. Маака, который с 1853 г. путешествовал по реке Вилюй и собрал обширные коллекции различных животных, включая некоторых рыб [74]. В конце XIX в. первые данные об ихтиофауне Якутии, в том числе ленских водоемов, отражены в виде отдельных заметок в работах М.М. Гелештрома, Ф.П. Врангеля, В.И. Иохельсона, В.И. Грициакова, Н.М. Книповича, Л.С. Берга [цит. по 48]. Некоторые сведения того времени относительно видового состава рыб Лены можно найти в работах А.Е. Фигурина [129] и Н. Левина [72]. До второго десятилетия XX века серьёзные исследования ихтиофауны в бассейне реки не проводились.

Первым значимым и информативным трудом стала монография проф. П.Г. Борисова «Рыбы реки Лены» [15]. В ней представлены данные о гидрологическом режиме, сделан обзор особенностей ведения рыбных промыслов, рассмотрен видовой состав рыб, их морфологические характеристики и некоторые биологические показатели. В работах C.B. Аверинцева [1], руководителя Якутской рыбохозяйственной станции, просуществовавшей с 1929 по 1931 г.г., можно найти сведения о рыболовстве и биологических особенностях рыб нижнего и части среднего течения Лены. Одной из фундаментальных работ стала публикация Ф.Э. Карантониса, Ф.Н.Кириллова и Ф.Б. Мухомедиарова «Рыбы среднего течения реки Лены» [43], вошедшая в состав «Трудов ...», изданных в 1956 г. В этой работе, кроме сведений о рыбах, даны рекомендации по увели-

чению вылова основных промысловых видов, а также рассмотрен качественный состав фитопланктона и зообентоса этой части речного бассейна [67].

В 50-е годы гидробиологические сведения по бассейну Лены можно найти в работе М.М. Кожова «Пресные воды Восточной Сибири» [66]. В тот же период A.A. Томиловым приводится список 19 видов рыб, отмеченных им в оз. Орон и 14 видов в оз. Леприндо, дано описание черт их биологии [122]. Сведения об ихтиофауне Витима также можно встретить в монографии Г.В. Никольского «Рыбы бассейна Амура» [86]. Изучению биологии некоторых ленских видов посвятили свои статьи П.Я. Тугарина и Н.М. Пронин [124].

Со второй половины 60-х годов кафедра зоологии позвоночных Иркутского государственного университета под руководством проф. К.И. Мишарина организовала работы по изучению рыб верхнего течения реки Лена. Часть полученных результатов легла в основу известной монографии Ю.Е. Калашникова, посвящённой ихтиофауне бассейна реки Витим [42]. По собственно верхнему течению реки основательных научных работ опубликовано не было. Результатом многолетних исследований рыб среднего и нижнего течения Лены, рек Вилюй, Индигирка и ряда других водоемов северо-востока стала обобщающая монография Ф.Н. Кириллова «Рыбы Якутии» [52].

Что касается верхнего течения р. Лена, то в этой части бассейна проводились лишь эпизодические исследования. В 1943 г. группой научных сотрудников Биолого-географического института во главе с Ф.Б. Мухомедияровым изучались озёрные системы Качугского района. В работе проф. К.И. Мишарина обсуждаются общие вопросы интенсификации рыбного промысла в ленском и других бассейнах Иркутской области [82].

В период освоения западного участка БАМ на прилегающих к магистрали водоёмах проводили свои исследования проф. А.Г. Егоров и Ю.А. Шадрин [35], которые выполнили рекогносцировочные исследования ряда предгольцовых озер бассейна Киренги с целью повышения их рыбопродуктивности. Л.А. Лев-ковской [73], Т.Д. Евстигнеевым и Ю.Г. Наумовым [32] изучались зоопланктон

и зообентос. Рыбохозяйственную комплексную оценку небольших озёр, имеющих незначительную связь с Леной, дали сотрудники НИИ Биологии при ИГУ Т.В. Акиншина с соавт. [20]. Исследованию сиговых верхнего течения Лены посвящены работы А.Г. Скрябина [114] и А.Г. Егорова [33]. И. Б. Книжин [56; 57; 60] в своих работах дал характеристику рыбных сообществ разнотипных водоёмов бассейна р. Киренга, провел инвентаризацию ихтиофауны этого притока, исследовал состав донных сообществ беспозвоночных, а также зоопланктона ряда озер. Сотрудником ЛИН СО РАН Б. Э. Богдановым последние два десятилетия изучались подкаменщики верхней Лены [12; 13; 14; 84]. Характеристики некоторых рыб Байкало-Ленского заповедника рассмотрены А.И. Дёминым [26; 27; 28; 29]. В последние годы опубликованы статьи по экологии ряда видов, обитающих в притоках нижнего участка верхней Лены [78; 111].

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В основу работы положены материалы, собранные автором в течение полевых сезонов 2003-2004 и 2006-2010 г.г. в водоёмах бассейна верхнего течения реки Лена в пределах Жигаловского, Качугского и Усть-Кутского районов (рис. 1). Общая протяженность исследованного участка реки около 650 км.

Рис.1. Бассейн реки Лена. Обозначения. Пунктиром со штриховкой выделен район исследований.

Сбор материала осуществлялся в русле реки, некоторых притоках, озёрах и курьях (заливах) (рис. 2).

Обозначения: 1 - р. Лена, п. Качуг; 2 - оз. Куницынское; 3 - Куницынская курья; 4 -р. Лена, д. Заплёскино; 5 - Безымянное озеро, выше п. Жигалово; 6 - оз. Греховское; 7 - р. Тутура; 8 - р.Лена, п. Жигалово; 9 - р. Илга, 60 км. выше по течению; 10 - р. Илга, устье; 11 - р. Орлинга; 12 - р. Лена, г. Усть-Кут; 13 - р. Лена, р-он д. Подымахино; 14 - р. Таюра, устье; 15 - р. Таюра, 25 км выше по течению.

Лов рыбы проводился сетями ячеёй 10-50 мм, спиннингом, сачком и ловушкой для молоди. В зависимости от места использовались ставные или сплавные сети. Всего собрано и обработано 2393 экз. (табл. 1). Также проводился учёт уловов, в анализ которых вошли собственные материалы и сведения, полученные при участии рыболовов из числа местных жителей.

Рис. 2. Места сбора материала.

Все промеры рыб, кроме молоди и мелких видов (гольяны, подкаменщики, вьюновые), в основном, проводились на свежем материале. Остальные, фиксированные в 4 % растворе формальдегида, обрабатывались в лабораторных условиях по общепринятой методике [99]. После биологического и морфологического анализов, желудки рыб этикетировались и также фиксировались. Изучение их содержимого выполнялось в лабораторных условиях. Анализ состава пищи проводился счётно-весовым методом в соответствии с рекомендациями в «Методическом пособии ...» [80]. Возраст определялся по чешуе, жаберным крышкам и отолитам при помощи бинокулярной лупы МБС-10 с поляризованным освещением [132].

Таблица 1.

Объём собранного и обработанного ихтиологического материала

Вид Анализы

Морфологический Биологический Питание

Минога - 5 5

Ленок 73 161 161

Таймень 11 И 11

Сиг-пыжьян 22 24 24

Тугун - 1 1

Валёк 26 52 52

Хариус 69 178 178

Щука 39 172 124

Сибирский голец 32 33 31

Серебряный карась 30 60 60

Сибирский пескарь 65 104 103

Сибирский елец 79 336 336

Речной гольян 53 110 ИЗ

Амурский гольян 60 247 247

Озёрный гольян 35 69 73

Сибирская плотва 69 93 93

Щиповка 33 90 90

Налим 17 17 17

Ерш 68 94 94

Окунь 116 373 370

Сибирский подкаменщик 32 161 53

Пестроногий подкаменщик - 2 2

Всего, экз. 929 2393 2238

В рамках данного исследования не ставилась задача анализа популяционных различий рыб по морфометрическим признакам. Приводимая

информация является основой для дальнейших исследований. Научные названия миноги и пескаря для бассейна верхней Лены требуют уточнения и являются предварительными. Это связано с продолжающейся дискуссией относительно уровня фенетических и генетических различий родственных таксонов и соблюдением номенклатурных правил [3; 104].

Пробы зообентоса и зоопланктона, в основном, собраны в местах отлова рыб. Зообентос отбирался на глубинах до 0,6 м бентометром (сачком)

л

Леванидова площадью захвата 1/16 м . Определение организмов выполнялось до отряда либо семейства. Зоопланктон в озёрах и курьях отбирался путём процеживания столба воды от дна до поверхности сачком площадью входного отверстия 0,125 см с конусом из мельничного сита 100 мкм. Пробы на дрифт отбирали в речном потоке тем же орудием с экспозицией 5-10 мин в зависимости от степени мутности и загрязнённости потока. Одновременно проводились промеры глубин, оценивалась прозрачность (диском Секки), в реке измерялась скорость течения. Данные по динамике температуры воды и воздуха, а также изменению уровня воды за период полевых работ предоставлены сотрудниками метеопостов д. Орлинга и д. Таюра. Собранные пробы зоопланктона, зообентоса и дрифта фиксировали 4% раствором формальдегида. Обработка материала проводилась по о