Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности распределения и жизненные циклы массовых форм зоопланктона Кандалакшского залива Белого моря

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Примаков, Игорь Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Структурные особенности пелагических сообществ 8 арктических морей

1.2. Годовой цикл развития фито- и зоопланктона в Белом море

1.3. Трофические взаимоотношения в планктоне Белого моря

1.4. Фитопланктон

1.4.1. Видовой состав фитопланктона Белого моря

1.4.2. Сезонные изменения и динамика величин обилия 18 фитопланктона в губе Чупа

1.4.3. Изучение первичной продукции фитопланктона в 21 Белом море

1.5. Зоопланктон

1.5.1. Видовой состав зоопланктона Белого моря

1.5.2. Сезонность в развитии зоопланктона Белого моря

1.5.3. Продукция популяций зоопланктонных организмов

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Физико-географическая характеристика района исследования

2.2. Характеристика материала

2.3. Используемые методы

2.4. Статистическая обработка материала

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ 53 3.1. Гидрология изучаемых акваторий

3.1.1. Гидролого-гидрохимический режим устьевой части 5 3 губы Чупа

3.1.1.1. Режим температуры и солености

3.1.1.2. Кислородный режим

3.1.1.3. Биогенные элементы

3.1.2. Гидрологический режим губы Кереть

3.1.3. Гидрологический режим губы Никольская

3.2. Оценка первичной продукции эвфотического слоя

3.3. Оценка показателей обилия и продукционных характеристик 66 основных компонентов планктонного сообщества

3.4. Взаимосвязь планктона с абиотическими факторами среды

3.5. Зоопланктон

3.5.1. Сравнение сборов зоопланктона в ловах сетями с 75 различным размером ячеи фильтрующего конуса (0.08 и

0.168 мм)

3.5.2. Сезонная динамика и жизненные циклы 78 массовых видов Copepoda Белого моря

3.5.2.1. Calanus glacialis Jaschnov

3.5.2.2. Metridia longa Lubbock

3.5.2.3. Pseudocalanus minutus Boeck

3.5.2.4. Oithona similis Claus

3.5.3. Температурные и соленосткые оптнмумы массовых 92 видов зоопланктона Белого моря

3.5.4. Сравнение зоопланктона изучаемых акваторий

3.5.5. Гидрологическая структура вод и вертикальное 104 распределение зоопланктона

3.5.6. Влияние гидродинамического режима на 108 распределение зоопланктона

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Особенности распределения и жизненные циклы массовых форм зоопланктона Кандалакшского залива Белого моря"

Планктон, в первую очередь морской, представляет собой одно из наиболее своеобразных сообществ живых организмов на Земле. Его значение в экосистемах Мирового океана очень велико.

Планктонные водоросли в процессе фотосинтеза выделяют количество кислорода, сопоставимое с объемами фотосинтетического высвобождения этого газа всеми наземными растениями. Продукция фитопланктона сравнима со значением данного показателя для наземных растительных сообществ (Одум, 1975). Не менее важна его роль в формировании детрита, являющегося важнейшим источником пищи для планктонных и бентосных организмов и играющего главную роль в процессах осадконакопления.

Зоопланктон, значительную часть которого составляют организмы-фильтраторы, имеет большое значение для процессов биологического самоочищения океана. Животный компонент планктона служит важнейшей кормовой базой для множества организмов. Прежде всего, это рыбы планктофаги и молодь большинства рыб. Многие из них имеют большую промысловую ценность.

Объект настоящей работы - веслоногие ракообразные, на долю которых в морских водоемах приходится от 40 до 90% биомассы зоопланктона. Представители этой группы беспозвоночных доминируют и в планктоне Белого моря. Понимание взаимоотношений между ракообразными отряда Copepoda и средой обитания необходимо для общей оценки закономерностей функционирования экосистем пелагиали как единого целого.

В связи с тем, что обитатели пелагиали могут играть роль биологических индикаторов гидрологических условий и процессов, весьма важным является вопрос о зависимости характера распространения организмов от условий среды. Еще В.Г. Богоров (1974) благодаря собственным исследованиям и работам ряда авторов: М.А. Виркетис (1926, 1944), К.М. Дерюгина (1928), Г.П. Горбунова (1934), П.П. Ширшова (1935), В.Л. Хмызниковой (1936) констатировал, что накоплено достаточное количество материалов для установления биологических индикаторов по следующим разделам гидрологического режима (Богоров, 1974):

1. Течения: направление и положение главного стержня распространения вод;

2. Динамика волн в береговой и придонной областях, явления сгона и нагона;

3. Гидрологический сезонный режим: установление сезонного состояния водных масс моря;

4. Льды: происхождение, распространение, определение ледового состояния моря;

5. Водные массы и районирование моря.

К настоящему времени хорошо изучена роль водных организмов как индикаторов физических факторов среды, например, солености. Существует целая серия работ о классификации вод по населяющей их фауне (или о классификации фауны по солености вод, в которых она обитает), наиболее распространенной из которых является Венецианская система, принятая в 1958 году, а также и другие, более поздние, среди которых можно отметить классификацию В.В. Хлебовича (1989).

Несмотря на то, что Белое море - одно из наиболее изученных морей России, большинство исследований зоопланктона ограничиваются изучением качественного состава и основных количественных и продукционных характеристик зоопланктонных сообществ, без подробного исследования гидрологического режима акваторий, на которых выполняются съемки. В то же время, Белое море имеет очень сложную геоморфологическую структуру, обеспечивающую исключительное многообразие гидрологических условий в каждом из его заливов.

Изучение Кандалакшского залива Белого моря представляет значительный интерес, так как этот район отличается большим разнообразием условий обитания морских организмов. На сравнительно небольшой акватории расположены многочисленные губы, гидрологический режим которых имеет свои специфические черты. Изучение влияния водных масс на вертикальное распределение зоопланктона в Кандалакшском заливе Белого моря проводилось целым рядом исследователей (Виркетес, 1929; Хмызникова, 1947; Перцова, 1974; Прыгункова, Бурлакова, 1977). Однако, работ, посвященных планктонной фауне небольших губ, гидрологический режим которых имеет выраженную приливную составляющую, сравнительно немного. Между тем, исследования зоопланктона на таких акваториях показали, что помимо суточных миграций, связанных с изменением освещенности и влиянием пресса хищников, все группы зоопланктона осуществляют миграции, ориентированные на прилив

Kimmerer, 1993). Это делает задачу изучения закономерностей распределения планктонных организмов в условиях значительной пространственно-временной изменчивости гидрологического режима еще более сложной.

Выбор акваторий, где проводились наши исследования, определялся тем значением, которое они имели как районы размещения марикультурных мидиевых хозяйств и как промысловые районы. Одной из наиболее благоприятных акваторий для культивирования мидий является губа Никольская, где с 1989 по 2000 год располагалось промышленное марихозяйство мидий (Кулаковский, 2000). Керетская губа представляет собой приливной эстуарий реки Кереть, являющейся самой крупной из 14 рек Карелии, в которых имеются нерестовые стада семги. По некоторым данным, р. Кереть входит в число четырех беломорских семужьих рек, сохранивших промысловое значение (Костылев, Ермолаев, 1985).

В качестве сравнительной станции была выбрана глубоководная точка в центральной части Кандалакшского залива (глубина 200 м). Кроме того, мною были использованы данные круглогодичных съемок в устьевой части губы Чупа (станция Д-1), где с 1963 года сотрудниками Беломорской биологической станции ЗИН РАН ведется мониторинг гидрологических характеристик и видового состава зоопланктона (Прыгункова, 1987). Съемки также проводились в вершинной части Кандалакшского залива (губа Палкина), в местах расположения форелевых хозяйств, но носили скорее рекогносцировочный характер.

Поскольку в различных губах Карельского побережья Белого моря имеется достаточно небольшой набор массовых видов, большое значение приобретают структурно-функциональные характеристики планктонных сообществ, как наиболее чувствительные к изменениям окружающей среды, будь то сезонные изменения естественного характера, или изменения, связанные с антропогенным прессом.

Цель нашего исследования состояла в изучении роли, оказываемой гидрологическим, гидрохимическим и гидродинамическим режимами рассматриваемых акваторий на количественные характеристики зоопланктонного сообщества и на их пространственно-временную изменчивость.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи.

1. Изучить сезонную изменчивость основных гидрологических (температура, соленость) и гидрохимических (концентрация биогенных элементов, содержание растворенного кислорода) характеристик рассматриваемых акваторий и показать особенности их гидрологического и гидродинамического режимов.

2. Определить видовой состав, показатели обилия и продукционные характеристики зоопланктона изучаемых акваторий.

3. Выявить основные абиотические и биотические факторы среды, определяющие обилие, разнообразие и распределение зоопланктонного сообщества.

4. Исследовать сезонную изменчивость, жизненные циклы и особенности распределения видов, играющих наибольшую роль в формировании численности и биомассы зоопланктонного сообщества.

5. Основываясь на многолетних наблюдениях определить оптимальные для отдельных видов зоопланктона значения наиболее важных абиотических факторов.

Для лучшего восприятия излагаемого материала, мы сочли целесообразным дать обсуждение некоторых полученных в ходе исследования данных непосредственно в главе «Результаты». Также, из-за многоплановости излагаемого материала, в ряде глав происходит повторение некоторых основных моментов, изложенных в «Материалах и методах». Все первичные цифровые данные приведены в приложении.

1.1.