Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Пространственно-временная изменчивость зоопланктона Авачинской губы

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Саматов, Андрей Дамирович

ВВЕДЕНИЕ.

1. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ.

1.1. Материал, методы сбора и камеральной обработки.

1.2. Методы обработки данных и анализа результатов.

2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА.

2.1. Геология и геоморфология.

2.2. Климат, ледовый покров и речной сток.

2.3. Элементы гидролого-гидрохимического режима.

3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛАНКТОННОГО СООБЩЕСТВА.

3.1. Микропланктон.

3.2. Мезо- и макропланктон.

4. ВИДОВОЙ СОСТАВ ЗООПЛАНКТОНА.

4.1. Общий список видов.

4.2. Переопределение и описание некоторых массовых видов копепод.

5. СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОПУЛЯЦИЙ И ЖИЗНЕННЫЕ ЦИКЛЫ МАССОВЫХ ВИДОВ.

5.1. Копеподы рода Pseudocalanus.

5.2. Копеподы Tortanus discaudatus, Acartia hudsonica, Oithona similis.

5.3. Личинки полихеты Polydora limicola и хетогната Parasagitta elegans.

6. ВИДОВАЯ СТРУКТУРА СООБЩЕСТВА.

6.1. Сезонная динамика видовой структуры.

6.2. Показатели видового разнообразия.

7. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЗООПЛАНКТОНА.

7.1. Сезонная динамика топологической структуры.

7.2. Интегральные показатели.

7.3. Сезонная динамика хорологической структуры.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Пространственно-временная изменчивость зоопланктона Авачинской губы"

Роль планктонных сообществ в структуре морских экосистем трудно переоценить, поскольку в поверхностных водах пелагиали синтезируется и трансформируется органическое вещество, являющееся пищей как организмам бентоса, особенно обитающим на континентальном склоне, глубинах батиали и абиссали, так и жизненным формам нектона, которые представляют конечные звенья пищевых цепей.

Исследование сезонной и пространственной изменчивости неритического зоопланктона в прибрежных районах Дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана представляет значительный научный и практический интерес, поскольку многие аспекты биологии и экологии неритических планктонных животных изучены слабее, чем обитающих в открытых водах. Обусловлено это сложившимися традициями проведения судовых экспедиционных исследований и рыбохозяйственными задачами широкомасштабного изучения показателей обилия, видового состава и распределения зоопланктона как кормовой базы планктоноядных промысловых объектов.

Однако, с точки зрения управления ресурсами биосферы, изучение планктонных сообществ, их описание и прогноз состояния крайне важны не только для рационального использования морских биологических ресурсов, но и для индикации состояния и охраны морских экосистем от загрязнения. В обоих случаях, прежде всего, важна выработка системы мониторинга неритических областей, антропогенное воздействие на которые наиболее сильно.

Экологический мониторинг включает систематические наблюдения и анализ ведущих структурных и функциональных показателей с целью оценки и прогноза состояния биологической компоненты морской экосистемы (Израэль, Цыбань, 1981). Поэтому описание и оценка состояния зоопланктоного сообщества, унификация сбора, обработки и анализа результатов является важной составной частью экологического мониторинга. Актуальность подобных исследований связана с очевидной недооценкой индикаторной роли зоопланктона, который длительное время имел статус «непоказательного» сообщества, на том основании, что подавляющее большинство его видов являются эврибионтами и имеют широкое распространение (Андронникова, 1996). Однако при сходном наборе видов зоопланктона в дальневосточных морях и северо-западной части Тихого океана (Бродский, 1957; Бродский и др., 1983; Кун, 1975) большое индикаторное значение приобретают структурные характеристики сообществ, особенно в их пространственно-временной изменчивости.

Объективное описание состояния сообщества является первостепенной и необходимой задачей для последующего контроля и прогноза возможных изменений. Понятие состояния системы является центральным в проблеме мониторинга, поскольку при разработке программы контроля той или иной системы, прежде всего, необходимо определить за какими основополагающими показателями мы следим. Несмотря на кажущуюся простоту вопроса, разработка подходов и методов к описанию системы и выделению интегральных показателей еще недостаточно разработана (Михайловский, 1988). Если для пресноводных экосистем методологические подходы к изучению структурно-функциональной организации разработаны достаточно полно (Алимов, 1982; Андронникова, 1988; 1996), то для морских экосистем подобных примеров еще недостаточно. Необходимой составляющей в изучении структурно-функциональной организации экосистем и сообществ, является оценка структурных показателей, основанных на видовом составе, поскольку они наиболее чувствительны к изменениям окружающей среды, связанным с антропогенным воздействием (Гиляров, 1976; Одум, 1986).

Методы сбора и первичной обработки проб зоопланктона, которые использовались и в настоящей работе, достаточно стандартизованы на протяжении многих десятков лет (Богоров, 1957). Поэтому выработка методологии анализа исходных данных позволит с одной стороны, унифицировать наблюдения и создать в различных регионах дальневосточных морей, сходных по структурным характеристикам сообществ, единый подход к организации мониторинговых наблюдений, а с другой - использовать значительную часть уже накопленной информации, находящейся в многочисленных архивах отраслевых научно-исследовательских организаций.

В качестве объекта исследований Авачинская губа была выбрана по двум основным причинам. С одной стороны, указанная акватория является нагульным водоемом тихоокеанских лососей, воспроизводящихся в бассейнах рек Авача и Паратунка (Карпенко, 1987). В губе молодь лососевых после ската из рек задерживается почти на два месяца (Варнавский и др., 1988), а основу кормовой базы составляют организмы зоопланктона (Сынкова, 1951; Медников, 1961; Сафронов, 1998). С другой стороны, Авачинская губа испытывает в настоящее время значительную антропогенную нагрузку (Березовская, Клочкова, 1998) которая приводит к изменениям в структуре биологических сообществ, в частности в донных биоценозах (Иванюшина, 1998). Поэтому организация экологического мониторинга, включая планктонное сообщество, становится актуальной прикладной задачей (Коновалова и др. 1989).

Целью настоящей работы являлось описание зоопланктонного сообщества Авачинской губы, изучение сезонной и пространственной изменчивости видового состава, структурных показателей популяций массовых видов и сообщества в целом.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи.

1. Описать абиотические и биотические факторы, определяющие обилие, разнообразие, распределение и развитие зоопланктонного сообщества.

2. Описать видовой состав зоопланктона и его сезонную изменчивость.

3. Изучить структурные характеристики популяций, жизненные циклы и особенности распределения массовых видов.

4. Исследовать сезонную изменчивость видовой структуры и индексов видового разнообразия зоопланктонного сообщества.

5. Исследовать сезонную изменчивость топологической и хорологической структуры зоопланктона, а так же интегральных показателей сообщества.

6. Основываясь на результатах проведенных исследований, определить репрезентаторы сообщества и среды обитания (количество определяемых видов, измеряемых параметров, станций наблюдений и интервалов отбора проб) для осуществления диагностического мониторинга сообщества зоопланктона Авачинской губы. 6

Материалы и результаты настоящей работы обсуждались на заседаниях Лаборатории прикладной экологии и Ученом совете Сахалинского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии, на региональных (Петропавловск-Камчатский, 1989; Владивосток, 1995) и международных (Vladivostok, 1995; Санкт-Петербург, 2000) конференциях, семинаре Лаборатории пресноводной и экспериментальной гидробиологии и Лаборатории морских исследований Зоологического института РАН.

По теме диссертации опубликовано 8 работ, 1 статья находится в печати.

Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, приложений. Работа изложена на 155 страницах, включает 50 рисунков и 10 таблиц. Список цитированной литературы содержит 185 источников.