Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Жаброногий рачок Artemia Leach, 1819 в гипергалинных озерах Алтая

ВАК РФ 03.02.10, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Жаброногий рачок Artemia Leach, 1819 в гипергалинных озерах Алтая"

На правах рукописи

Пермякова Галина Валерьевна

ЖАБРОНОГИЙ РАЧОК ARTEMJA LEACH, 1819 В ГИПЕРГАЛИННЫХ ОЗЕРАХ АЛТАЯ (НА ПРИМЕРЕ ОЗЕРА БОЛЬШОЕ ЯРОВОЕ)

03.02.10 - Гидробиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 5 MAP 20¡2

Новосибирск 2012

005014625

Работа выполнена в Алтайском филиале ФГУП «Госрыбцентр» - Алтайском научно* исследовательском институте водных биоресурсов и аквакультуры

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Веснина Любовь Викторовна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Долгин Владимир Николаевич

ФГБОУ ВНО «Томский государственный педагогический университет»

кандидат биологических наук Ядренкшш Елена Николаевна Институт систематики и экологии животных СО РАН

Ведущая организация: ФГБНУ «Научно-исследовательский институт экологии рыбохозяйственных водоемов»

Защита состоится 19 марта 2012 г. в 13-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.048.06 при ФГБОУ B1IO «Новосибирский государственный аграрный университет» по адресу: 630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160, зал ученого совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Новосибирский государственный аграрный университет и на официальном сайте: www. nsau. edu. ru _

Автореферат разослан «¿¿<у» ^¿J/lCtiXc-t- 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук, доцент / Д.В. Кропачев

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Фонд гипергалинных озер Алтайского края составляет 1200-1300 км2. На территории края располагаются водоемы высшей экономической значимости: Кулундинское и Бол. Яровое. Заготовка цист рачка в оз. Бол. Яровое регулярно проводится с 1978 г. Начиная с 1998 г. спрос на цисты увеличился за счет организации экспортных поставок. Объемы промышленной заготовки сырья цист артемии в оз. Бол. Яровое увеличились за последние десятилетия с 14 (1998 г.) до 502 т (2007 г.).

Всеобщий интерес к данному биоресурсу обусловил необходимость разработки охранных мероприятий с целью его рационального использования. Для этого ежегодно проводятся комплексные исследования общих запасов цист артемии, совершенствуется методика прогнозного обеспечения. Определенную трудность в расчете объема возможного вылова цист артемии представляет определение «жилой» зоны цист и рачков. Особый интерес представляют глубоководные водоемы, где их вертикальное распределение неравномерное и отличается от мелководных гипергалинных озер.

Цель и задачи работы. Целью настоящих исследований являлось определение роли жаброногого рачка в экосистеме глубоководного гипергалинного озера, изучение морфометрических и биологических показателей.

Исходя из поставленной цели решались следующие задачи:

1. Выявить влияние факторов среды глубоководного водоема на развитие жаброногого рачка Artemia Leach, 1819 (температурный режим, минеральный состав, прозрачность воды, фитопланктон).

2. Определить линейные показатели рачка артемии и его репродуктивные характеристики.

3. Установить различия распределения численности цист рачка артемии по горизонтали и вертикали.

4. Оценить промысловые запасы цист рачка Artemia Leach, 1819 с возможной долей изъятия продуктивного горизонта глубоководного водоема.

Научная новизна. Впервые проведена оценка репродуктивных показателей жаброногого рачка артемии глубоководного гипергалинного водоема различных

генераций. Изучены морфометрические признаки рачка артемии и его изменчивость в зависимости от факторов водной среды. Получены материалы распределения цист артемии на различных горизонтах глубоководного водоема. Показана динамика численности рачка артемии, его цист и промысловых объемов возможного вылова.

Практическая значимость. Полученные результаты являются методической основой для проведения мониторинга цист рачка артемии в глубоководных гипергалинных озерах Западной Сибири на примере оз. Бол. Яровое. Результаты могут быть использованы научно-исследовательскими институтами, рыбоохран-ными и рыбодобывающими организациями для осуществления рационального использования запасов биосырья. Данные по определению продуктивного горизонта глубоководного водоема необходимы при составлении прогноза объемов возможного вылова этого биоресурса.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Репродуктивные показатели жаброногого рачка артемии определяют численность его цист и объемы промысловых запасов.

2. Прогноз объемов возможного вылова цист жаброногого рачка артемии глубоководного водоема позволяет использовать продуктивный 2-х метровый горизонт.

Апробация работы. Результаты исследований вошли в отчеты о выполнении плана научно-исследовательских работ за 2009-2011 гг. Кроме того, материалы диссертационной работы докладывались на первой конференции молодых ученых NACEE «Вопросы аквакультуры» (Тюмень, 2009); международной научно-практической конференции «Экологическое равновесие и устойчивое развитие территории» (Санкт-Петербург, 2010); II международной конференции «Современное состояние водных биоресурсов» (Новосибирск, 2010); Всероссийской конференции с международным участием «Водные экосистемы Сибири и перспективы их использования» (Томск, 2011); IV международной научной конференции «Озерные экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация, качество воды» (Минск - Нарочь, 2011).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 научных работ, в том числе 1 в рецензируемом журнале, входящем в перечень ВАК.

4

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 170 страницах, содержит 21 таблицу, 59 рисунков. Состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка, включающего 236 источников, в том числе 50 иностранных, содержит 15 приложений.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Работа выполнена в Алтайском филиале ФГУП «Госрыбцентр» в ходе выполнения тематических работ, с привлечением архивных данных.

Материалом исследования послужили данные, собранные в период 20092011 гг. с апреля по октябрь в рамках мониторинговых исследований на оз. Бол. Яровое Славгородского района Алтайского края.

За период исследования было собрано и обработано 26 гидрохимических проб, 42 пробы фитопланктона, 468 проб зоопланктона. Морфометрический анализ проведен на 4750 экз. неполовозрелых особей рачка, 476 экз. - половозрелых самцов и самок. Плодовитость измерена у 500 экз. овулятивных самок.

Отбор гидробиологических и гидрохимических проб, измерения факторов среды и визуальные наблюдения за распределением рачка и микроводорослей по акватории озера проводили по стандартным методикам (Киселев, 1956; Методы изучения биогеоценозов..., 1975; Методические рекомендации..., 1983; Методические указания..., 2002) на постоянно выделенных 12 станциях наблюдения, расположенных в разных частях озер.

Из морфометрических показателей водоема изучены и приведены: площадь водной поверхности, длина береговой линии, объем водной массы, глубины средние и максимальные, изрезанность береговой линии, по методикам практической гидрометрии (Берникова, Демидова, 1977; Лутшева, 1983). Классификация озер по площади проведена по П.В. Иванову (1948); максимальной и средней глубине - по Г.Ю. Верещагину (1930); изрезанности береговой линии - по Б.Б. Богословскому (1960).

Гидрохимический анализ проводился по общепринятой методике (Шишкина, 1939). Минерализацию воды в полевых условиях ежемесячно измеряли с помощью рефрактометра (El Paso ТХ 79928 (JSA).

Обработка материала по зоопланктону проводилась по общепринятым методикам (Жадин, 1960).

Морфометрический анализ половозрелых особей разных генераций проводился по 13 морфологическим признакам, у неполовозрелых измерялись длина и масса тела. Для характеристики плодовитости рачков ежемесячно отбирали 25 -30 экземпляров живых овулятивных самок, у которых измеряли длину тела, просчитывали количество эмбрионов (науплий, летних яиц, цист), измеряли их диаметр. Общее число кладок за жизненный цикл определяли по формуле (Хмелева, Гигиняк, 1982): N=l,35*(Lmax/Lmin)2,5, где N - число кладок за жизненный цикл; Lmax - максимальная длина тела яйценосных самок; Lmm - минимальная длина тела яйценосных самок.

В качестве показателя агрегированности распределения рачков и цист использовано отношение дисперсии к среднему значению их численности - показатель D (Одум, 1986). При равномерном распределении D<1, при групповом - D>1.

Расчет объема возможного вылова для прогнозного обеспечения заготовки цист рачка Artemia Leach, 1819 определялся по действующей методике (Методические указания..., 2002).

Статистическую обработку материала проводили с помощью пакета прикладных программ Microsoft Excel и STATISTICA на персональном компьютере (Плохинский, 1961; Меркурьева, 1970; Песенко, 1982; Лакин, 1990; Васильева, 2004).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Условия формирования жаброногого рачка Artemia Leach, 1819 в озере Большое Яровое Алтайского края

Озеро Бол. Яровое расположено в области замкнутого стока. По физико-географическому районированию региона водоем относится к Кулундинской степной провинции, Западно-Кулундинской сухостепной подпровинции, Кулун-динско-Яровскому району. Водоем имеет элипсообразную форму. Площадь 66,7 км2 (63,0-67,0), глубины: максимальная 9,5 м, средние - 4,0^,9 м. Показатель озерной котловины - тип 1, округлая с высокими берегами. Коэффициент развития береговой линии 1,1; длина береговой линии 32 км. Берега открытые крутые,

открытые крутые, обрывистые доступные по всему периметру высотой 10,0-15,0 м, поддаются эрозии; небольшой лиман на северо-восточном берегу. Озеро бессточное, питание атмосферное и грунтовое.

3.1.1. Абиотические факторы

Температурные условия формирования биоты. Рачок артемия является теплолюбивым видом ракообразных, у которого термофилыюсть особо четко проявляется в процессе воспроизводства.

Вегетационный период для популяции артемии оз. Бол Яровое начинается в конце марта - начале апреля при прогреве воды до -3 СС, массовый выклев первой генерации наблюдается со второй половины апреля (Веснина, 2010). Заканчивается вегетационный период в конце октября - начале ноября. В среднем длительность периода вегетации составляет 207 дней. Наибольшая изменчивость температуры наблюдается в весенние и осенние месяцы (Су составляет 15,0 и 9,6% соответственно). Полученные данные сравнивали со среднемноголетними значениями базы данных.

Таблица 1. Динамика температуры поверхностного слоя рапы оз. Бол. Яровое за период 2009-2011 гг. и среднемноголетние значения базы данных (БД)_

Показатель Темпе ратура поверхностного слоя воды, °С

апрель май июнь июль август сентябрь октябрь

Xmin Xmax 2,0-5,0 12,0-14,5 17,0-23,0 19,0-22,0 16,0-21,0 12,0-16,0 5,0-9,0

xc„.±Sx 3,4±1,1 13,6±1,1 18,8±2,2 21,2±1,3 19,2±2,2 14,4±1,8 6,5±0,6

а 0,51 0,55 0,89 0,58 0,97 0,91 0,63

Cv, % 15,0 4,1 4,8 2,8 5,1 6,5 9,6

БД (19751998 гг.) - 11,5 19,1 21,9 18,8 14,9 7,1

Минерализация и химический состав воды. Озеро Бол. Яровое по величине минерализации относится к гипергалинным (Алекин, 1970) или ультрагалинным (Оксиюк, Жукинский, 1993) водоемам, и является рапным. По химическому составу вода в оз. Бол. Яровое относится к хлоридному классу натриевой группы.

В период 2009-2011 гг. общее содержание солей колебалось от 130,0 до 178,0 г/л. В весенний период отмечается наименьшее значение минерализации с постепенным увеличением в летне-осенний период.

Плотность воды в период 2009-2011 гг. колебалась незначительно и составляла в среднем 1,095±0,005 г/см3 (С\^0,10%). Кислотность воды в озере находилась в пределах слабощелочной области шкалы рН (7,16-8,11, Су=0,56%). Перманганатная окисляемость в озере колебалась от 72,10 до 184,0 мг02/л (97,79±25,64, Су=5,59%).

Уровенный режим. Водность гидросистемы оз. Бол. Яровое обусловлена климатическими особенностями водосборной площади и наличием значительного грунтового стока. Рассматриваемая территория характеризуется многоводными и маловодными периодами, существенно влияющими на условия развития артемии. Период с 2009-2011 гг. относится к регрессивной фазе водности.

3.1.1. Биотические факторы

Биотические факторы формирования сырьевой базы рачка определяются, прежде всего, видовым составом фитопланктона, его продуктивностью в условиях оз. Бол. Яровое и доступностью его фитомассы для рачков.

В период исследований было отмечено 13 видов из 5 отделов: СуапоркуШ, СЬгуяорИуЮ, ВасШапоркуЧа, Сгур1орку1а, СЫогорку1а. Динамика численности фитопланктона за период исследований составляла - 1,9^47,6 тыс. кл/л (0=23,30%); биомасса-2,5-360,5 мг/м3 (С>=20,17%).

Между численностью и биомассой выявлена положительная достоверная связь (г=0,82, при р<0,05). Выявлена достоверная отрицательная связь между температурой и числом видов (г=-0,43, при р<0,05) (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость между количеством видов фитопланктона и температурой воды в оз. Бол. Яровое, 2009-2011 гг.

Прозрачность воды зависит от численности микроводорослей. За вегетационный период, с апреля по октябрь 2009-2011 гг. прозрачность воды в озере менялась от 0,15 до 5,0 м.

3.2. Особенности биологии рачка артемии в озере Большое Яровое

3.2.1. Морфометрические показатели рачка артемии

Для рачков артемии характерны колебания морфометрических показателей, зависящих от условий окружающей среды, а также половой диморфизм.

Длина тела ортонауплиусов в оз. Бол. Яровое в период исследований варьировала в пределах 0,442-0,550 мм, составляя в среднем 0,483±0,029 мкм (с=0,005, Су=1,12%). Средняя масса составляла 0,004 мг. Последующие науплиальные стадии развития {те1апаирШ I—IV) в озере имели среднюю длину тела от 0,572 до 1,241 мм (0,866±0,205, о=0,046, Су=5,28%).

Длина тела (II) самок в исследуемый период колебалась от 7,10 до 15,95 мм, большая часть особей имела размеры в пределах 8,7-11,8 мм (рис. 2). У самцов длина тела и пределы варьирования несколько меньше, у большинства промеренных особей длина тела находилась в пределах 8,0-8,9 мм. Длина тела является одним из показателей полого диморфизма артемии оз. Бол. Яровое (различия значимы при р<0,05).

П (1,5; 10,8±1,54)

^ <>* ЧЬ? Длина тепа, мы

а б

Рис. 2. Гистограммы распределения половозрелых самок (а) и самцов (б) артемии по длине тела, в скобках: шаг на гистограмме, хср.±8х

Для рачка артемия в оз. Бол. Яровое расстояние между глазами (с/е), длина антенны и диаметр глаза являются зависящими от пола (р<0,05). Среднее

г1 (0,8; 8,40*0,97)

80 60 40 20 0

Дшша тела, мм

значение расстояния между глазами для самок в исследуемыи период составило 1,41 мм, для самцов - 1,59 мм (рис. 3). Длина антенны (/«) у наибольшего количества самцов находилась в пределах 0,80-0,95 мм, у самок - 0,72-0,87 мм (рис. 4).

Ое (0,15; 1,41±0,19)

ае (ОД; 1,55*0,18)

Ф л> Ф Ф Ф Ч' Ч" Ч' ч" ч°

# # $ ч^

Расстояние между тазами, мм

<Л'* ^

ОК Ч' Ч? Ч' V

Расстояние между тазами, мм

Рис. 3. Гистограммы распределения половозрелых самок (а) и самцов (б) артемии по расстоянию между глазами, в скобках: шаг на гистограмме, хср.±8х

га (0,15; 0,79±0,15)

1а (0,15; 0,94±0Д9)

ф ,\Ч ф ^ лЬ ^ ф ч\ А |

/ ^ «Г ^ ^ /

I' О? <0- О? Ч' Ч* О» Ъ? Ч' ч'

о-- ч>г %г х")"

Длина антенны, мм

О" V" Ч

Длина антенны, мм

Рис. 4. Гистограммы распределения половозрелых самок (а) и самцов (б) артемии по длине антенны, в скобках: шаг на гистограмме, хср.±8х

Среднее значение диаметра глаза (есГ) у самок составило 0,24 мм, у самцов можно выделить три группы, диаметр глаза в пределах 0,28-0,30 мм встречается с наибольшей частотой, у второй группы диаметр глаза составляет 0,34—0,36 мм, у третьей - 0,40-0,42 мм. При этом среднее значение данного признака - 0,33 мм (рис. 5).

«/ (0,02; 0,33±0,04)

«/(0,02; ОД4±0,03)

0

I

Диаметр глаза, мы

Диаметр таза, мм

а

б

Рис. 5. Гистограммы распределения половозрелых самок (а) и самцов (б) артемии по диаметру глаза, в скобках: шаг на гистограмме, хср±8,

Морфометрические параметры находятся в определенной корреляционной зависимости друг от друга. Выявлены группы наиболее сильно или слабо коррелирующих признаков для обоих полов. Между массой и длиной тела у обоих полов существует сильная связь г=0,6б (рис. 6).

Также выявлено, что масса тела у обоих полов коррелирует с длиной цефалоторакса и расстоянием между глазами (г=0,63 и 0,61-0,66 соответственно). У самок масса сильно сопряжена с размерами яйцевого мешка, в большей степени с его шириной (г=0,64). Длина тела находится в сильной положительной связи с размерами цефалоторакса и абдомена у обоих полов (для самок: г=0,87 и 0,93 соответственно; для самцов: г=0,82 и 0,92 соответственно). Линейные размеры тела коррелируют с шириной абдомена и шириной головы. У самок выявлена сопряженность длины тела с длиной антенны (г=0,68), которая у самцов отсутствует.

о

о

6 8 10 12 14 16 18 Длина тела, мм

6 7

8 9 10 Длина тела, мм

11

12

а

б

Рис. 6. Зависимость между длиной и массой тела половозрелых самок (а) и самцов (б) артемии, 2009-2011 гг.

3.2.2. Репродуктивные показатели рачка артемии

Популяция рачка артемии в оз. Бол. Яровое является партеногенетической, не смотря на появление в структуре сообщества редких самцов (АЪаггороЫоБ, ВеагсЗтоге, С^, 2002).

В период исследований в структуре популяции артемии оз. Бол. Яровое самцы встречались с июня по сентябрь. В июле 2009 г. доля самцов была наибольшей, по сравнению с остальными периодами и составляла 4,1%. В остальные сроки отбора эта величина не превышала 2,0%. При анализе корреляционных связей между абиотическими, биотическими факторами и соотношением полов выявлена слабая положительная взаимосвязь между температурой воды и долей самцов в популяции (г=0,55, р<0,05).

В описываемый период самки откладывали тонкоскорлуповые или летние яйца, толстоскорлуповые диапаузирующие яйца или цисты, или отрождали живых науплий (живорождение). При анализе ковариации появления того или иного способа размножения с абиотическими факторами, а также соотношением полов были выявлены положительные и отрицательные связи (табл. 2).

Индивидуальная плодовитость самок артемии варьирует в широких пределах (12-221 экз.). Средняя плодовитость самок в исследуемый период находилась в пределах 26,6-134,4 экз. Коэффициент корреляции между плодовитостью и температурой воды составил г=-0,42, между плодовитостью и

минерализацией г=0,46, между плодовитостью и долей самцов в популяции г=-0,43.

Таблица 2. Взаимосвязь содержимого яйцевого мешка с абиотическими

Фактор Способ размножения

живорождение летнее яйцо цистоношение

Доля самок, % -0,20 -0,87 0,77

Доля самцов, % 0,20 0,87 -0,77

Плодовитость, экз. -0,45 -0,67 0,70

Минерализация воды, г/л -0,62 -0,58 0,69

Температура воды, °С 0,60 0,75 -0,82

Число кладок за жизненный цикл, рассчитанное по формуле, находилось в пределах 2-7 и в среднем составляло 3,7±1,4, Су= 12%.

В период исследования диаметр цист, находящихся в овисаках самок колебался от 235 до 295 мкм (257±22,18, о=8,38, Су=3,26 %), диаметр летних яиц находился в пределах 196—263 мкм (228±21,48, о=8,12, Су=3,56 %).

3.2.3. Динамика численности, биомассы и распределение разновозрастных особей рачка артемии и его цист

В оз. Бол. Яровое наблюдается развитие трех - четырех генераций рачка артемии. В 2009-2011 гг. длительность жизненного цикла первой генерации составляла 60-69 дней. Вторая и последующие генерации развиваются с «перекрыванием» друг друга, что затрудняет выявление их четких границ. Вторая генерация появлялась в середине - конце июня и продолжалась до начала -середины августа. Начало третьей генерации приходилось на середину - конец июля, элиминация особей описываемой генерации наблюдалась со второй половины сентября. Развитие четвертой генерации в наибольшей степени зависит от абиотических и биотических факторов. Начало ее приурочено к середине августа, половой зрелости особи достигли в конце сентября - начале октября.

В сезонной динамике общей численности и биомассы рачков в оз. Бол. Яровое отмечается наличие одного пика, приходящегося на летние месяцы (табл. 3). Основной пик численности в 2009 г. отмечался в июле, в 2010 г. - июле -августе, в 2011 г.- в июне. Основные пики численности цист приходятся на конец лета - осень (август - октябрь).

Вылупление науплий первой генерации в весенний период наблюдалось в литоральных, более прогретых участках глубоководного водоема с наименьшей минерализацией.

В 2009 г. в весенние месяцы наблюдались минимальные значения численности и биомассы рачков. Половозрелые особи отмечались с середины июня. Большая часть рачков (57,5%) в этот период находилась на стадии науплий. Показатель распределения (О) по акватории для науплий в июне составлял 76,5, особей ювенильной стадии развития - 14,2, половозрелых самок - 1,3, цист — 1,5. Наибольшая плотность рачков и цист наблюдались в северо-западной части оз. Бол. Яровое. Распределение по горизонтам водного столба также было неравномерным. Агрегированность в этот период наблюдалась среди особей ювенильной стадии развития (0=15,8) и цист (В-4,2), наибольшая их численность отмечалась на глубине 4,0 м.

Таблица 3. Динамика общей численности (тыс. экз/м3) и биомассы (г/м3) рачков артемии в оз. Бол. Яровое, 2009-2011 гг.

Год Месяц Численность рачков Биомасса рачков

Хер. а СУ, % Хсо. а Су, %

2009 апрель 0,12 0,12 100,00 0,001 0,001 100,00

май 10,06 1,43 14,17 0,71 0,25 34,67

июнь 408,08 41,94 10,28 49,21 5,21 10,59

июль 433,41 72,44 16,71 70,50 9,59 13,6

август 160,11 18,39 11,49 24,92 2,49 9,98

сентябрь 47,87 8,36 17,46 18,24 3,28 17,96

октябрь 5,78 2,39 41,24 23,60 13,46 57,03

2010 июнь 7,03 3,01 42,80 5,13 2,09 40,78

июль 1090,20 107,62 9,87 164,88 8,71 5,28

август 1108,93 119,66 10,79 124,76 10,06 8,07

сентябрь 8,84 1,14 12,90 1,34 0,48 35,91

октябрь 0,17 0,03 16,73 0,25 0,13 51,97

2011 апрель 3,39 1,83 53,89 0,03 0,02 53,89

май 9,93 1,05 10,60 4,58 1,22 26,55

июнь 766,58 102,74 13,40 414,19 66,4 16,03

июль 417,09 39,53 9,48 172,3 15,86 9,20

август 616,94 74,37 12,05 125,58 16,61 13,22

сентябрь 13,46 1,40 10,41 24,72 2,64 10,69

октябрь 3,30 0,82 24,82 3,03 0,40 13,19

В июле 2009 г. на поверхности воды отмечались элиминированные особи (самки) первой генерации. Основная доля особей жабронога была представлена ювенильной стадией - 55,2% от общей численности, науплии составляли 43,5%, половозрелые особи - 1,2%. В этот период наблюдался основной пик численности и биомассы галофила. Неравномерное распределение по акватории в июле 2009 г. наблюдалось у науплий (Б=22,2), ювенильных особей (0=1 б, 1) и цист (0=10,4), наибольшая их плотность отмечалась в северо-восточной части озера. Показатель агрегированности (Б) в вертикальном распределении для науплий составил 31,4, особей ювенильной стадии развития - 95,3, цист - 8,7. Основная доля их численности находилась на глубине 0-2,0 м (48,9% науплий, 57,8% ювенильных особей, 45,2% цист).

В августе - октябре наблюдался спад численности и биомассы разновозрастных особей жабронога. Скопления цист отмечались в августе в южной части оз. Бол. Яровое (0=5,1) и на глубине 0-2,0 м (0=8,9); в сентябре - в юго-восточной части озера (0=32,1), а наибольшая их плотность отмечалась на горизонте 0-2,0 м и 8-и метровом слое (0=70,2). Наблюдалось увеличение плотности цист на глубине 4,0 и 8,0 м, что свидетельствует о процессе погружения диапаузирующих яиц на глубину.

В 2010 г. температурные условия были менее благоприятны, поэтому развитие жаброногов немного задерживалось. В июне 2010 г. встречались разновозрастные стадии артемии, преобладали ювенильные и предвзрослые особи (49,6 и 48,2% от общей численности соответственно). Половозрелые особи отмечались в пробах июля. Неравномерность распределения, как по акватории, так и по глубинам, наблюдалась в этот период у науплий (О составляло 45,5 и 154,1 соответственно) и цист (Б составляло 2,6 и 4,0 соответственно). Наибольшая их плотность отмечалась в северо-западной части оз. Бол. Яровое, 38,8% численности науплий и 38,5% численности цист находилось на глубине 02,0 м.

В августе 2010 г. плотность науплий и половозрелых особей была гораздо выше, чем в предыдущем году. Численность науплий была высокой по всем станциям и горизонтам водного столба и составляла 1091,4±549,4 тыс. экз/м3 (98,4% от общей численности). Численность диапаузирующих яиц увеличилась в

15

августе на 32,6%. В горизонтальном и вертикальном распределении цист наблюдалась неравномерность, показатель их агрегированности (D) по акватории составлял 29,3, по горизонтам водного столба - 26,2. Большая доля численности цист (37,6%) находилась на глубине 0-2,0 м. На глубине 6,0-8,0 м наблюдалось увеличение их плотности на 56,0%.

В 2011 г. основной пик численности и биомассы наблюдался в июне. Неравномерность в распределении по акватории наблюдалась для особей всех стадий развития жабронога и его цист. Показатель агрегированности (D) по акватории в июне для науплий составлял 41,5, для ювенильных особей - 1,9, предвзрослых - 26,2, самок - 8,4, цист - 141,3. Наибольшая плотность перечисленных стадий отмечалась в северо-западной части озера. В вертикальном распределении агрегированность наблюдалась у науплий (D= 119,0), предвзрослых особей (D=14,2), самок (D=5,7) и цист (D=28,9). Наибольшая доля численности науплий (41,4%) и предвзрослых особей (33,8%) находилась на глубине 0-2,0 м, цисты и самки были многочисленны в слое 0-4,0 м.

В июле 2011 г. наблюдалось уменьшение общей численности (на 45,6%) и биомассы (на 58,4%) по сравнению с предыдущим месяцем. Средняя численность цист составляла 363,1±714,9 тыс. экз/м3 (64,7% от общего количества). Цисты агрегировались вдоль западного побережья оз. Бол. Яровое (D=2096,4), а также в 2-х метровом слое (D=125,4), составляя 42,7% от общей численности цист. Вторая генерация жаброногов находилась на стадии orto- и metanauplii, численность которых достигала в среднем 384,3±174,8 тыс. экз/м3 (92,1% от общей численности рачков). Распределение науплий было также неравномерным как по акватории (D=169,l), так и по глубинам (D=24,5). Наиболее многочисленны науплии были в слое 0-2,0 м (34,5%).

В августе основная доля зоопланктона в оз. Бол. Яровое приходилась на orto- и metanauplii третьей генерации (96,9%). Численность диапаузирующих яиц в августе увеличилась на 19,0% и в среднем составляла 448,4±250,2 тыс. экз/м3. Показатель агрегированности (D) цист в горизонтальном распределении составлял 128,0, в вертикальном - 5,8. Наибольшая плотность цист наблюдалась на глубине 6,0-8,0 м, в 2-х метровом слое находилось 22,0% от общей численности.

В осенний период (сентябрь - октябрь) наблюдался спад численности и биомассы зоопланктона и увеличение плотности цист в толще воды. На поверхности воды отмечались агрегаты цист, образующих большие скопления в виде «лент» длиной несколько метров, как на поверхности воды в центральной и юго-западной части озера, так и в заплесковой зоне. Четвертая генерация была наиболее малочисленной. Неравномерность в распределении в осенний период отмечалась у науплий и цист. Показатель агрегированное™ (Б) по акватории составлял для науплий 1,8, для цист - 130,9; по глубинам: для науплий - 7,6, для цист - 21,6. Скопления цист отмечались в 2-х метровом слое и на глубине 8,0 м.

При анализе коэффициентов корреляции между численностью разновозрастных особей жаброногого рачка артемии и факторами среды выявлены достоверные связи между плотностью науплий и численностью самок (г=0,67, р<0,05). Численность разновозрастных особей рачка сопряжена с численностью фитопланктона (г колеблется от 0,48 до 0,92, р<0,05). Плотность науплий сопряжена с минерализацией и температурой воды (г составляет -0,84 и 0,54 соответственно, при р<0,05). Численность половозрелых особей коррелирует с численностью особей предвзрослой стадии развития (самцы - г=0,63; самки - г=0,71, р<0,05).

Как описывалось выше, в вертикальном и горизонтальном распределении рачков и цист наблюдается неоднородность. По литературным и нашим данным, наибольшим свойством образовывать скопления обладают цисты (Студеникина, Новоселов, 1998; Литвиненко, Литвиненко, Бойко, 2009). В процессе прогнозирования объемов возможного вылова цист наибольшее значение приобретает выявление продукционного слоя водного столба, а также процессы перемещения основной массы цист в течение вегетационного сезона.

Для определения достоверности влияния глубины на распределение цист был проведен однофакторный дисперсионный анализ, в результате которого установлено достоверное различие в распределении численности цист по глубинам (7*0=5,63, при Р=0,01).

Таким образом, в озере наблюдается расслоение цист по глубинам. В весенний период, в процессе прогревания воды, они поднимаются со дна. В июне - июле основная их масса находится в верхних слоях. С августа начинается процесс погружения в придонные слои. При этом четырехметровый слой является «погра-

17

ничным», плотность цист в нем варьирует в зависимости от процессов вертикального перемещения (рис. 7).

Следовательно, для оценки общих запасов цист в глубоководном оз. Бол. Яровое наибольшее значение имеет слой 0-2,0 м, при этом необходимо учитывать процессы поднятия цист в июне - июле, и максимальную их численность в августе.

100% 80% 60% 40% 20%

0% п

Рис. 7. Процентное соотношение распределения цист рачка артемии в водном столбе (0-8,0 м) оз. Бол. Яровое, июнь - октябрь

3.3. Оценка состояния промысла цист жаброногого рачка артемии в озере Большое Яровое

Заготовка цист рачка в оз. Бол. Яровое Алтайского края регулярно проводится с 1978 г. Начиная с 1998 г. спрос на цисты увеличился за счет организации экспортных поставок. Возрастающая потребность в цистах рачка рода Artemia Leach, 1819, как в незаменимом стартовом корме обуславливает необходимость в новых подходах к проведению заготовки, активации, переработки и хранению ценного биоресурса. Существующие в России методы управления ресурсами гид-робионтов основаны на определении их общих запасов, доли изъятия и получении разрешения на заготовку.

Действующая в настоящее время методика прогнозного обеспечения заготовки диапаузирущих яиц в гипергалинных озерах Западной Сибири определяет в натуральном выражении объем потенциальной продукции цист артемии - общий запас, и его части - промыслового запаса, которую можно изъять из общего запаса без ущерба воспроизводству рачка.

июнь июль август сентябрь октябрь И 2,0 м 134,0 м Ш6, Ом И 8,0 м

Объем заготовки диапаузирующих яиц в водоемах Алтайского края за последние 11 лет стабилизировался на уровне 709 т (рис. 8). За этот период не зарегистрировано фактов подрыва сырьевой базы рачка артемии в связи с перезаготовкой ее цист.

^ 1600 100 £

Н ох

Год

—*—Объем заготовки —Освоение квоты

Рис. 8. Результаты промышленной заготовки цист рачка артемии в гипергалинных озерах Алтайского края, 2000-2010 гг.

Озеро Бол. Яровое относится к водоемам высшей экономической значимости, на котором происходит регулярная стабильная заготовка ценного биоресурса — цист рачка артемии. В среднем, объем квоты цист из оз. Бол. Яровое составляет 40,7% (2,2-55,5%) от общего объема квоты и составляет 53,2 % от объема общей заготовки из водоемов Алтайского края (2000-2010 гг.). В среднем процент освоения выделенной на оз. Бол. Яровое квоты составил 63,8% (рис. 9).

700 600 500 §400 ¿300 О 200 100 0

о —

о ооооооооо — ©оооооооооо

Год

Я Объем квоты, т □ Объем заготовки, т

Рис. 9. Динамика объемов квоты и заготовки цист рачка артемии в оз. Бол. Яровое, 2000-2010 гг.

выводы

1. Вегетационный период жаброногого рачка Artemia Leach, 1819 артемии в глубоководном оз. Бол. Яровое составляет 207 дней. Наибольшая изменчивость температуры наблюдается в весенние и осенние месяцы (CV 15,0 и 9,6% соответственно).

2. Озеро Бол. Яровое по величине минерализации относится к гиперга-линным, в период 2009-2011 гг. общее содержание солей составляло 162,1±12,1 г/л. По химическому составу вода в озере относится к хлоридному классу натриевой группы.

3. В составе фитопланктона отмечено 13 видов из 5 отделов. Диапазон колебания численности фитопланктона изменялся от 1,9 до 447,6 тыс. кл/л; биомассы - от 2,5 до 360,5 мг/м3. Выявлены достоверные связи между численностью и биомассой фитопланктона (г=0,82, при р<0,05) и между температурой воды и числом видов (г=-0,43, при р<0,05).

4. Половой диморфизм выражен следующими морфометрическими признаками: длина тела, расстояние между глазами, длина антенны, диаметр глаза. Длина тела самок в исследуемый период составляла 10,8±1,5 мм, самцов - 8,4±1,0 мм. Выявлены корреляционные связи между линейными размерами и шириной абдомена, шириной головы, длиной антенны. Коэффициент корреляции между массой и длиной тела составил 1=0,66.

5. В период исследований в оз. Бол. Яровое самцы встречались с июня по сентябрь. Выявлена положительная взаимосвязь между температурой воды и долей самцов в зоопланктоне (г=0,55, р<0,05).

6. Средняя плодовитость самок в течение 2009-2011 гг. находилась в пределах 26,6-134,4 экз. Число кладок за жизненный цикл составляло 3,7±1,4. Самки размножались летними яйцами, цистами, наблюдалось живорождение. Диаметр цист составлял 257±22,18, летнего яйца - 228±21,48 мкм.

7. В оз. Бол. Яровое отмечено развитие трех - четырех генераций рачка. В сезонной динамике общей численности и биомассы жаброногих рачков отмеча-

ется наличие одного пика (2009-2010 гг. - июль, 2011 г. — июнь). Средняя плотность разновозрастных особей артемии составляла 271,9 тыс. экз/м3, средняя численность цист - 172,7 тыс. экз/м3. Общая их биомасса находилась в пределах 0,001-414,190 г/м3.

8. Выявлены достоверные связи между плотностью науплий и численностью самок (г=0,67, р<0,05); численностью разновозрастных особей рачка и численностью фитопланктона (г колебалось от 0,48 до 0,92, р<0,05); плотностью науплий, минерализацией и температурой воды (г составляло -0,84 и 0,54 соответственно, р<0,05); численностью половозрелых особей и численностью особей пред-взрослой стадии развития (самки - г=0,71; самцы - г=0,63, р<0,05).

9. Для рачков артемии и их цист в оз. Бол. Яровое характерно неравномерное горизонтальное и вертикальное распределение. Наибольшим свойством образовывать скопления обладают цисты. Показатель агрегированности (D) цист по горизонтали колебался ог 1,5 до 2096,4; по вертикали — от 4,0 до 125,4.

10. Распределение плотности цист по глубинам (0-8,0 м) неравномерное (F<p=5,63, при Р=0,01). В июне наибольшая их плотность отмечалась на глубине 0-4,0 м, в июле - 0-2,0 м. В период августа - октября наблюдалось расслоение цист по глубинам, наибольшая доля их численности находилась на глубине 0-2,0 м и 6,0-8,0 м, что указывает на процесс погружения цист вглубь.

11. Четырехметровый слой является «пограничным», плотность цист в нем варьирует в зависимости от процессов вертикального перемещения. Двухметровый горизонт является наиболее продуктивным, в нем находится от 22,0 до 45,2% от общей плотности цист.

12. Средний объем промышленной заготовки цист жаброногого рачка артемии на оз. Бол. Яровое составил 370 т, или 53,2 % от общего объема на гиперга-линных водоемах Алтайского края за 11 лет (2000-2010 гг.).

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Из списка изданий, рекомендованных ВАК РФ:

1. Веснина Л.В. Результаты мониторинговых исследований промысловых гипергалинных озер Алтайского края / Л.В. Веснина, Т.О. Ронжина, Г.В. Пермякова, P.A. Клепиков, В.Б. Коротких // «Вестник Новосибирского гос. аграр. ун-та» - 2011. - №4 (20) - С. 46-50.

21

Прочие публикации:

2. Пермякова Г.В. Состояние промысловых запасов цист Artemia sp. в гипергалинных водоемах Алтайского края / Г.В. Пермякова, JI.B. Веснина // Вопросы аквакультуры. Тезисы докл. Первой конф. молодых ученых NACEE / Под ред. А.И. Литвиненко, П. Лендела - Тюмень: ФГУП Госрыбцентр, 2009. - С. 39-40.

3. Веснина Л.В. Биологические особенности рачка артемия (Artemia sp.) в условиях аридной зоны Алтайского края / Л.В. Веснина, Г.В. Пермякова // Экологическое равновесие и устойчивое развитие территории: междунар. науч.-практ. конф.: сб. материалов / под общ. ред. проф. В.Н. Скворцова. - СПб.: ЛГУ им. A.C. Пушкина, 2010. - С. 331-334.

4. Веснина Л.В. Биопродуктивность зоопланктона гипергалинных водоемов Алтайского края / Л.В. Веснина, Г.В. Пермякова // Современное состояние водных биоресурсов: Материалы 2-ой междунар. конф. / под ред. Е.В. Пищенко, И.В. Морузи. - Новосибирск, 2010. - С. 14-17.

5. Веснина Л.В. Продукция гипергалинных озер Алтайского края / Л.В. Веснина, Г.В. Пермякова // Экология водных беспозвоночных: сб. материалов Междунар. конф. - Ярославль: Принтхаус, 2010. - С. 63-65.

6. Веснина Л.В. Потенциальные ресурсы цист артемии гипергалинных озер Алтайского края / Л.В. Веснина, Г.В. Пермякова // Современное состояние водных биоресурсов и экосистем морских и пресных вод: проблемы и пути решения: Материалы междунар. науч. конф. - Ростов-на-Дону: ФГУП «АзНИИРХ», 2010. - С. 87-91.

7. Веснина Л.В. Оценка качества цист рачка артемии и перспектива их инокуляции в гипергалинные озера Алтайского края / Л.В. Веснина, P.A. Клепиков, Г.В. Пермякова, Т.О. Ронжина // Водные экосистемы Сибири и перспективы их использования: материалы Всерос. конф. с междунар. участием -Томск, 2011.-С. 161-166.

8. Веснина Л.В. Результаты гидробиологического мониторинга соленых озер Алтайского края / Л.В. Веснина, Г.В. Пермякова, Т.О. Ронжина, В.Б. Коротких // Водные экосистемы Сибири и перспективы их использования: материалы Всерос. конф. с междунар. участием - Томск, 2011. - С. 166-170.

9. Веснина Л.В. Ресурсный потенциал гипергалинных озер Алтайского края / Л.В. Веснина, Г.В. Пермякова, Т.О. Ронжина // Разнообразие почв и биоты Северной и Центральной Азии: материалы II междунар. науч. конф. — Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2011. - Т. 2. - С. 145-147.

10. Веснина Л.В. Влияние факторов среды на экосистему гипергалинного озера Малое Яровое Алтайского края / Л.В. Веснина, Т.О. Ронжина, Г.В. Пермякова // Озерные экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация, качество воды: тезисы докл. IV Междунар. науч. конф. / Белорусский гос. ун-т; сост. и общ. ред. Т.М. Михеевой. - Минск: Изд-во Центр БГУ, 2011.-С. 13.

11. Веснина Л.В. Динамика численности и биомассы жаброногого рачка Artemia Leach, 1819 в гипергалинных водоемах Алтайского края / Л.В. Веснина,

Г.В. Пермякова // Экологические проблемы пресноводных рыбохозяйствеиных водоемов России: материалы Всерос. науч. конф. с междунар. участием - СПб.: ООО «Типография Феникс», 2011. - С. 68-72.

12. Веснина JI.В. Влияние техногенного фактора на биоту озера Кучукское (Алтайский край) / Л.В. Веснина, Г.В. Пермякова // Экологические проблемы пресноводных рыбохозяйствеиных водоемов России: материалы Всерос. науч. конф. с междунар. участием - СПб.: ООО «Типография Феникс», 2011. -С. 72-75.

13. Веснина Л.В. Алтайские стартовые корма: вчера, сегодня, завтра J Л.В. Веснина, Т.О. Ронжина, Г.В. Пермякова, P.A. Клепиков И Сб. материалов «Аквакультура центральной и восточной Европы: настоящее и будущее» -Кишинев: Pontos, 2011. - С. 48-53.

14. Веснина Л.В. Технология получения стартовых кормов из артемии соленых озер Алтайского края/ Л.В. Веснина, Т.О. Ронжина, Г.В. Пермякова, P.A. Клепиков // Рыбоводство и рыбное хозяйство. - 2012 - №3. - С.52-59.

Подписано в печать 17.02.12 г. Формат 60x84/16 Объем 1 печ.л. Тираж 100 экз. Заказ № 53. ИИЦ ЦНСХБ СО Россельхозакадемии 630501, Новосибирская область, р.п. Краснообск

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Пермякова, Галина Валерьевна, Новосибирск

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ РФ Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный научно-производственный центр рыбного хозяйства

(ФГУП ГОСРЫБЦЕНТР) АЛТАЙСКИЙ ФИЛИАЛ Алтайский научно-исследовательский институт водных биоресурсов и аквакультуры

61 12 3/713 На правах рукописи

Пермякова Галина Валерьевна

Жаброногий рачок Ariemia Leach, 1819 в гипергалинных озерах Алтая (на примере озера Большое Яровое)

03.02.10 - Гидробиология

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук Л.В.Веснина

НОВОСИБИРСК 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ............................................................4

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................................9

1.1. Географическая характеристика районов расположения озер...................9

1.2. Фонд артемиевых озер Алтайского края....................................................11

1.2.1. Географическое расположение и морфометрические особенности 11

1.2.2. Основы типологии гипергалинных озер................................................18

1.2.3. Морфометрические особенности гипергалинных озер.......................22

1.3. Физико-химическая характеристика гипергалинных озер.......................23

1.3.1. Минерализация и химический состав воды..........................................23

1.3.2. Особенности уровенного режима.........................................................28

1.3.3. Особенности температурного режима..............................................30

1.4. Гидробиологическая характеристика артемиевых водоемов юга Западной Сибири...................................................................................................32

1.4.1. Макрофиты и фитопланктон...............................................................32

1.4.2. Зоопланктон.............................................................................................33

1.5. Использование артемии в аквакультуре.....................................................44

1.6. Категории хозяйственного значения артемиевых озер Алтайского края47

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ...........................................49

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ...............................................................57

3.1. Условия формирования жаброногого рачка Artemia Leach, 1819 в озере Большое Яровое.....................................................................................................57

3.1.1. Абиотические факторы.........................................................................58

3.1.2. Биотические факторы...........................................................................67

3.2. Особенности биологии рачка артемии в озере Большое Яровое.............77

3.2.1. Морфометрические показатели рачка артемии................................77

3.2.2. Репродуктивные показатели рачка артемии......................................93

3.2.3. Динамика численности, биомассы и распределение разновозрастных

особей рачка артемии и его цист......................... ...........................................98

3.3. Оценка состояния промысла цист жаброногого рачка артемия в озере

Большое Яровое...................................................................................................120

ВЫВОДЫ................................................................................................................125

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК..............................................................127

ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................153

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Исследования сырьевой базы гипергалинных водоемов и особенностей биологии рачка Artemia Leach, 1819 связаны с уникальной способностью этого жабронога адаптироваться к неблагоприятным условиям среды. Научный интерес к этим организмам вызван их исключительной осморегулирующей способностью, разнообразием физиологических, биохимических и морфологических свойств отдельных популяций, существованием полиплоидии (Литвиненко, Литвиненко, Бойко, 2009). В последнее время, в связи с усилением антропогенного воздействия, появляются работы по использованию артемии в экотоксикологических исследованиях (Nunes, Carvalho, Guilhermino et al., 2006).

Практическая ценность жаброногого рачка связана с перспективой использования его диапаузирующих яиц в качестве стартового корма для личинок ценных видов рыб и ракообразных. Корма из диапаузирующих яиц артемии используют при культивировании 85% морских организмов (Соловов, Студеникина, 1990).

Заготовка цист началась в 50-е годы XX в. в США на предприятиях по производству соли в Сан-Франциско и на Большом Соленом озере в штате Юта. В то время цисты артемии пользовались спросом только у аквариумистов и имели низкую стоимость. Цена их значительно возросла в середине 80-х годов с увеличением спроса в результате появления многочисленных предприятий по выращиванию рыбы и ракообразных и снижения запасов цист в Большом Соленом озере (Manual on the production..., 1996; Литвиненко, Литвиненко, Соловов и др., 2005). Ежегодно мировые объемы заготовки цист артемии возрастают: с 60 т в 1980 г. до 9000 т в 2000-2001 гг. (Triantaphyllidis, Pilla, Thomas et al., 1994; Naceur, Jenhani, Romdhane, 2010). Всеобщий спрос на данный ресурс стал причиной многочисленных исследований по всему миру.

В нашей стране интенсивное изучение артемии началось в середине 70-х годов сотрудниками Краснодарского филиала ВНИИПРХ и СибрыбНИИпроекта, ныне ФГУП «Госрыбцентр». Особый интерес представляли многочисленные гипергалинные озера Алтайского края, морфометрические особенности которых, термический и световой режимы обеспечивают высокий уровень биопродуктивности.

На территории края насчитывается более 11 ООО озер, 90% которых являются пресными. Фонд гипергалинных озер Алтайского края составляет 1200-1300 км2. Большинство из них представлены небольшими по площади, мелководными водоемами. Также на территории края располагаются водоемы высшей экономической значимости: самое крупное в Российской Федерации ультрагалинное оз. Кулундинское и глубоководное оз. Бол. Яровое. Озера активно используются для хозяйственных и рекреационных целей.

Заготовка цист рачка в оз. Бол. Яровое регулярно проводится с 1978 г. В первый период использования сырьевой базы гипергалинных озер Алтайского края объем заготовки сырья определялся не ее возможностями, а спросом на корм от отечественных рыбоводных заводов. Начиная с 1998 г. спрос на цисты увеличился за счет организации экспортных поставок. Объемы промышленной заготовки сырья цист артемии в оз. Бол. Яровое увеличились за последние десятилетия с 14 (1998 г.) до 502 т (2007 г.).

Всеобщий интерес к данному биоресурсу обусловил необходимость разработки охранных мероприятий с целью его рационального использования. Следует отметить, что у беспозвоночных численность регулируется как биотическими, так и гидрологическими факторами (уровнем водности, температурным режимом, химическим составом и минерализацией воды и др.), которые также оказывают заметное влияние на уровень воспроизводства ресурса в конкретном году. В условиях перезаготовки биосырья эти факторы совокупно могут подорвать сырьевую базу ресурса на ряд лет. Поэтому при использовании ресурса необходимо сохранить его естественное

воспроизводство, обеспечивающее стабильные объемы заготовки. Для этого ежегодно проводятся комплексные исследования общих запасов цист артемии, совершенствуется методика прогнозного обеспечения.

Определенную трудность в расчете объема возможного вылова цист артемии представляет определение «жилой» зоны яиц и рачков. Особый интерес представляют глубоководные водоемы, где их вертикальное распределение неравномерное и отличается от мелководных гипергалинных озер.

Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований являлось определение роли жаброногого рачка в экосистеме глубоководного гипергалинного озера, изучение его морфометрических и биологических показателей.

Задачи исследований:

1. Выявить влияние факторов среды глубоководного водоема на развитие жаброногого рачка Artemia Leach, 1819 (температурный режим, минеральный состав, прозрачность воды, фитопланктон).

2. Определить линейные показатели рачка артемии и его репродуктивные характеристики.

3. Установить различия распределения численности цист рачка артемии по горизонтали и вертикали.

4. Оценить промысловые запасы цист рачка Artemia Leach, 1819 с возможной долей изъятия продуктивного горизонта глубоководного водоема.

Научная новизна и теоретическая значимость. Впервые проведена оценка репродуктивных показателей жаброногого рачка артемии глубоководного гипергалинного водоема различных генераций. Изучены морфометрические признаки рачка артемии и его изменчивость в зависимости от факторов водной среды. Получены материалы распределения цист артемии на различных горизонтах глубоководного водоема. Показана динамика

численности рачка артемии, его цист и промысловых объемов возможного вылова.

Практическая значимость. Результаты исследований являются методической основой для проведения мониторинга цист рачка артемии в глубоководных гипергалинных озерах Западной Сибири на примере оз. Бол. Яровое. Они могут быть использованы научно-исследовательскими институтами, рыбоохранными и рыбодобывающими организациями для осуществления рационального использования запасов биосырья. Данные по определению продуктивного горизонта глубоководного водоема необходимы при составлении прогноза объемов возможного вылова этого биоресурса.

Апробация работы. Результаты исследований вошли в отчеты о выполнении плана научно-исследовательских работ за 2009-2011 гг. Кроме того, материалы диссертационной работы докладывались на Первой конференции молодых ученых МАСЕЕ «Вопросы аквакультуры» (Тюмень, 2009); Международной научно-практической конференции «Экологическое равновесие и устойчивое развитие территории» (Санкт-Петербург, 2010); II Международной конференции «Современное состояние водных биоресурсов» (Новосибирск, 2010); Всероссийской конференции с международным участием «Водные экосистемы Сибири и перспективы их использования» (Томск, 2011); IV Международной научной конференции «Озерные экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация, качество воды» (Минск - Нарочь, 2011).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 научных работ, в том числе 1 в рецензируемом журнале, входящем в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 170 страницах, содержит 21 таблицу, 59 рисунков. Состоит из введения, материалов и методик исследования, результатов исследований, заключения, выводов, содержит 15

приложений. Библиографический список включает 236 источников, в том числе 50 иностранных.

Благодарности. Выражаю искреннюю благодарность своему научному руководителю - доктору биологических наук, профессору Л.В. Весниной, а также доктору биологических наук, профессору кафедры биологии, биоресурсов и аквакультуры НГАУ И.В. Морузи за ценные советы, замечания и всестороннюю помощь при выполнении диссертационной работы. Очень признательна всем сотрудникам Алтайского филиала ФГУП «Госрыбцентр» -Алтайского НИИ водных биоресурсов и аквакультуры за внимание, поддержку и помощь в сборе материала и написании работы. Выражаю благодарность сотруднице ИВЭП СО РАН, кандидату биологических наук Е.Ю. Митрофановой, сотруднице химической лаборатории Михайловского завода химических реактивов A.A. Вибе, доктору биологических наук, доценту кафедры биологии, биоресурсов и аквакультуры НГАУ Е.В. Пищенко, кандидату биологических наук, ученому секретарю диссертационного совета Д.В. Кропачеву и всем сотрудникам кафедры.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Репродуктивные показатели жаброногого рачка артемии определяют численность его цист и объемы промысловых запасов.

2. Прогноз объемов возможного вылова цист жаброногого рачка артемии глубоководного водоема позволяет использовать продуктивный 2-метровый горизонт.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Географическая характеристика районов расположения озер

В результате многолетних исследований на территории Западной Сибири выявлено около 90 артемиевых озер, большая часть которых находится на территории Алтайского края (общий фонд 1200-1300 км ) (Веснина, Журавлев, Новоселов, 1999; Литвиненко, Литвиненко, Соловов и др., 2004).

Современные гипергалинные озера Западной Сибири располагаются в обширных внутриматериковых понижениях, окруженных возвышенностями и горными массивами. Каждое такое понижение становится солесборным бассейном, в пределах которого с поверхностными и грунтовыми стоками к центру котловины мигрируют соли. Классическим примером являются южные районы Западно-Сибирской равнины, окруженные горными массивами Алтая, Урала и Саян, возвышенностями Средне-Сибирского плоскогорья и Казахстанской складчатой страны. Гипергалинные озера занимают бессточные котловины в осадочных породах позднего голоцена; верхние пласты пород представлены песками, супесями и суглинками; нижние (третичные) - глинами, содержащими гипс и другие подвижные соли. Зоны расположения гипергалинных озер обычно совпадают с внутренними артезианскими бассейнами. Минеральные подземные воды играют важную роль в режиме водоемов.

Рельеф местности представлен наклонными равнинами, сложенными озерно-аллювиальными и делювиальными отложениями песков, суглинков и глин неогена и четвертичного периода (Дзенс-Литовский, 1968). Одной из гидрографических особенностей степной и лесостепной зон Западной Сибири является обилие водоемов самых разнообразных размеров. Независимо от способа возникновения самих озерных котловин, несомненно, что образование здесь большого числа озер связано с особенностями рельефа (почти идеальная

равнина), водного и теплового баланса этой территории (большие потери на испарение, малый поверхностный сток) (Соколов, 1952; Максимов, 1982; Андерсон, 1985).

Исследуя климатические и геолого-геоморфологические условия юга Западной Сибири, многие авторы относят этот регион к пограничному бореальному рубежу между северными гумидно-мерзлотными и аридными бессточными областями. Спецификой этого региона является одновременное наличие черт континентально-аридной бессточности и северной мерзлотности (Мезенцева, 2009).

Юг Западной Сибири по климатическим условиям делится на три зоны (Поползин, 1967а; 19676):

1. Северная лесостепь - зона оптимального увлажнения и достаточной теплообеспеченности. Тепловые ресурсы колеблются от 30 до 35 ккал/см в год, количество осадков уменьшается к югу от 400 до 300 мм, суммарное испарение увеличивается от 500 до 600 мм в год. Избыточная увлажненность и отсутствие соленакопления в озерах при инфильтрационной способности грунтов не создают условий для образования соляных озер и развития в них рачка артемии.

2. Южная лесостепь - зона недостаточного увлажнения и избыточной теплообеспеченности. Тепловые ресурсы увеличиваются от 36 до 41 ккал/см , количество осадков уменьшается к югу от 330 до 265 мм; для рассматриваемой зоны характерно явное преобладание испарения над осадками. Суммарное испарение достигает 600-680 мм/год. Избыточный теплоресурс расходуется на прогревание водоемов, что благотворно сказывается на термическом режиме и биоте. В связи с ухудшением инфильтрационной способности грунтов и увеличением их засоленности для зоны характерно появление минерализованных озер.

3. Степь - зона недостаточного увлажнения и избыточной теплообеспеченности. Тепловой ресурс достигает на юге 54 ккал/см , а осадки

не превышают 200-250 мм/год; испарение увеличивается до 840 мм/год. Одновременно с накоплением солей и высокой теплообеспеченностью в зоне создаются оптимальные условия для развития комплекса гипергалинных форм, особенно для рачка артемии.

В целом климат рассматриваемой территории формируется под воздействием преимущественно антициклональной циркуляции воздуха и характеризуется континентальностью. Он отличается жарким, но коротким летом и холодной малоснежной зимой с сильными ветрами и метелями. Средняя температура воздуха самого теплого месяца (июль) составляет +23,0°С, самого холодного (январь) -21,0°С. Среднегодовая температура воздуха положительная и составляет 0,5...1,0°С, постепенно увеличиваясь от востока к западу.

Продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха выше 0°С в Алтайском крае составляет 190-205 дней. Количество солнечного тепла в крае в 2-3 раза больше, чем требуется на испарение всех выпавших за год осадков. Среднее их количество возрастает с запада на восток от 250 до 300 мм (2004 г.). В районе Кулунды за 10 месяцев их обилие составляет 313 (2007 г.)-378 мм (2006 г.); в районе Оби - 450-500 мм; в предгорьях Алтая - 550 мм и более.

1.2. Фонд артемиевых озер Алтайского края

1.2.1. Географическое расположение и морфометрические

особенности

Особенности морфометрии и гидрохимического режима соляных озер зависят от водосборной площади и поступающего стока, продолжительности процесса соленакопления и аридности климата. Бассейны соляных озер обычно приурочены к отрицательным формам рельефа, и наиболее минерализованные занимают его пониженные центральные части. На Западно-Сибирской равнине

выделены 4 бассейна гипергалинных озер первого порядка, в том числе Кулундинский, который характеризуется гривно-займищным рельефом, в его понижен