Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Зообентос в системе гидробиологического мониторинга озера Байкал

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Зообентос в системе гидробиологического мониторинга озера Байкал"

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте биологии при Иркутском государственном университете

Нэучный руководитель - доктор биологических наук, профессор

О.М.Кокова

Официальные оппоненты - доктор биологических наук

К 063.32.03 при Иркутском государственном университете по адресу: 664003 г.Иркутск, ул.Сухэ-Батора, 5, биолого-почвенный факультет Иркутского госуниверситета.

А.А.Линевич

кандидат биологических наук ГЛ.Окунева

Ведущее учреждение - Московский государственный университет

им. М.В.Ломоносова

Автореферат разослан

п

/

7

Ученый секретарь специализированного

совета, кандидат биологических наук % Е.С.Купчинская

Актуальность работа* Озеро Байкал является уникальной сбалансированной экосистемой с весьма своеобразной донной фауной. Развитие промышленности на территории,прилегающей к озеру,эксплуатация его акватории усиливает антропогенный пресс на водоен. В связи с этим одниы из актуальных направлений гидробиологических'исследований на Байкале стал комплексный мониторинг, включающий наблюдение, оценку и прогноз природной среды.

Прииероы подобного рода исследований,организованных на Байкале по инициативе проф. Ц.М.Кокова а 196Х г., слукат реышные наблюдения за состоянием биоты в районе Утулик-Нурино юго-восточного поберекья озера, где с 1966 г. функционирует Байкальский цзпяюлозм-буиакный комбинат (БЦБК). В основе гидробиологического мониторинга Байкала лежит экологический подход, то есть оценка структуры а вдзнедеятепьностн популяций и их сообществ во временной и пространственном аспектах (Кокова,1983). Осуществление контроля с помощью натурных наблюдений позволило определить изменения,происходящие на ра зных уровнях организация биоты озарз (Еоеов,1970,1971,1972; Капликз,1974; Кокова,1974,1983,1985,1986; Ербаева,1988).

Одним из показателей,характеризуют отклик экосистеыы на антропогенное воздействие,является структурные и функциональные изменения сообществ как в цорских.так а континентальных водоеиах («ШтДЭб?; Риггхск,1972; Одуы,1986; Константинов,1986; Климов, 1989), в той числе и в Байкале (Когова,1982,1983,1986,1988).

В современной гидробиологии широко распространен подход к изучению структуры сообществ водных беспозвоночных на основе принципа доминирования (Броаная,Зенкевич, 1939¡Воробьев, 1949¡Кузнецов ,1980; Цоддубнзп,1988) .В условиях Байкала изучение биоиено-тической структуры донного населения в этом направлении только начинается (Еекыан,1983;КаиалгыиоЕ,1987;Крэвш>ва и др. ,1990) и

требует дальнейшего развития.

Цепь и задачи исследования. Иаоюящая работа является составной частью гидробиологических исследований б системе мониторинга и посвящена количественной оценке иакрозообоигсса.етрукту-ре донных сообществ дойных беспозвоночных на разных уровнях организации,испытывающих длительное воздействие (1966-1987 гг.) промышленных очищенных сточных вод (ПОСВ) БЦЩ в районе Угулик-Ыуриио Южного Байкала.

Задачи исследований сводились к следующему:

1. Охарактеризовать количественное развитие ыакразообентоса в 80-е годы на контрольной участке в у сброса ПОСВ БЦБК.

2. Изучить видовую структуру сообществ ыакрозообентосз, их пространственное распределение в районе Утулик-Мурино.

3. Изучить видовую структуру сообществ на уровне организации таксоценоаа хироноиид, ее изменчивость в пространственной и временном аспектах.

Научная новизна работы состоит в том,что в условиях Байкала на основе принципа доминирования установлены сообщества иакро-аообентоса в целом и харономид, в частности, оценена степень слошюсти их структуры и ее изменчивость от абиотических факторов среды, а такке под влияние» сточных вод ВЦЕК. На участках. дна Байка па,и слыгшэа гада х двадцатилетнее воздействие ПОСВ БЦБК, зарегистрированы изменения в количественном развитии иакрозоо-бентоса.аго надвидовой и видовой структуре (сиикевиа Л ир-раг-иообра зля).

Научно-практическое значение, результаты диссертационной работы являются научный обоснованней изменений,происходят в экосистеме озера под воздействие!* как естественных причин,так и под влиянием антропогенного фактора (ПОСВ БЦБК).Полученные данные ыогут быть использованы при оптимизации и совершенствовании

системы гидробиологического мониторинга Байкале,при сравнительной анализе структуры сообществ донного населения других участков озера,а гака» при сосгавпзнии прогноза состояния бентоса у юго-восточного побережья оз.Байкал.

Апробация работ. Результаты исследований докладывались на Всесоюзном совещании "Систематика хироноиид я их значение в жизни водных экосис1вы,,(г.Паланга, 1989),Всесоюзной научной конференции "Проблемы экологии Прибайкапья|,(г.йрку1св11982,1988),Всесоюзной шкоде-семинаре по мониторингу Байкала(г.Байкальск,1989), на нзучио-георатичэских конференциях НИИбиоотгия и биадого-поч-веиного факультета Иркутского госуниверситэта(г.Иркутск,1935-1988),ва конференциях молодых учена* ВУЗов Иркутокой обяаоти (г. Иркутск,1983-1987).

Публикации. По ызтвриаяав диссертации опубликовано Юработ.

Содержание работы. Диссертация излоаона на 170 otpa вицах ыашшописного текста а состоит из введения, 5 глав, выводов.списка литературы и 2 приложений. Testo? иллюстрирован 58 рисункам, 27 таблиавии. Список цитируемой литературы содаргит 153 работы, ив них 22 иностранных авторов.

Гла ва I. ЗООЕЕНТОС КАК ОБЪЕКТ ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКОГО

мониторинга озера Байкал (литературный обзор)

В главе рассиотрены итоги исследования иакрозообентоса и его составляющих олигохет,гамиарид,хироноиид,моллюсков в районе Утулик-иурино Южного Байкала по литературный данным,охватывавдии период наблюдений о 1961 по 198'+ гг. Определены основные направления и этапы а изучении донного населения у юго-восточного побережья оз.Байкал.

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В основу диссертационной работы полонены материалы,собранные в июле 1975-1987 гг. в районе Утулик-Мурино Южного Байкала.

Благодаря комплексным исследованиям аэкрозообентоса,проведенным при участи специаяистов-систематикав ШШ биологии при ИГУ,получены давказ по видовому составу массовых групп беспозвоночных; Байкала оиигохвт.гамыарид.хироноиид,моллюсков. £ связи с тем,что процесс обработки проб иакрозообентоса трудоемкий, надвидовая и видовая структура сообществ донного населения рассмотрена на примере 1985 г. (187 количественных проб).Более детальный анализ структуры сообществ проведен на уровне организации тексоненоза хирошшид.Видовой состав последних определен ангорой в 620 пробах из июньских сборов 1975-1978, 1984, 1585, 198? гг.

Сбор мэтераапа произведен на 9 постоянных разреаах,Еапрзв-денных перпендикулярно береговой линии не глубинах os Оде 30Q и. На участке протяженностью 25 км от устья р.Угупик до р.Хара-Ыу-рин рааревы размещены на расстоянии 50 у, 100 и, 500 ц, 10 ки к вооюку от труб сброса очищенных сточных вод БЦБК (5 paspes) и 50 и, 5 ки, 6 км, 15 я» взвзднее. К контрольному участку отнесены 1,П,1У разрезы, к району сброса ПОСВ ЩБК-1,2,ЗЛ,9, Ш разрезы. На твердых грунтах иатериая собран водолазами, из учетной райки площадью s» ОД м2 в зонах глубин,соответствующий трем поясам растительности: улотрикса(0-1,5 и), геграспоры(1,5-2,5 м), драпарнадьдйелиий(2,5-3,5 и). На мягких грунтах пробы собраны дночерпатепен Патерсена а площздьй захвата s» 0,025 u^ на глубинах от 5 до 300 и. При отборе проб мягкие грунты дифференцировали на песок,заиленный песок,ил. Грунт промывали через сито (газ te 23),швогных фиксировали 4 %формалином. Обработка проб проведана по общепринятой в гидробиологии методике (Еадин,1960).

Соосщество=ценоа мы рассматриваем как совокупность популяций разных видов,сосуществующих в пространстве'и времени (Бигон и др.,1989).Выделение сообществ проведано по доманируювши по биомассе видам,имеющим высокую встречаемость в пробах (Воробьев,

1949).При выделении сообществ макрозообентоса использовали классификацию, которая базируется нз учете всех входящих з них гидов шсоовцх групп, гак как полный видовой состав сообществ лучие от-ракзет ах отношение друг к другу и к условиям среды (Уиттекер, 1980).Для расчетов использовали биомассу,рассматривая ее как энергетический эквивалент,отражающий роль вида в сообществе и как показатель,менее подверженный флуктуация» по сравнению с численностью. Сообщества называли по доминирующий видам с максимальный 'индексом плотности (УЖ где Р- встречаемость, В- биомасса вида -п %) на менее 50 $>. К комплексу субдоыинантов относили виды с индексом плотности более 10 но менее 50 %, остальные виды считали редкими или случайными.Из расчетов исключены крупные ВИДЫ Вепе(Ис1;1а Ьааса1епз1з, Асап1;Ьока1тагиэ у!с1;ог11.

Для характеристика структуры сообществ использовали индекс видового разнообразия Шеннона,показатели доминирования по Сиип-сову и вировнзнноош по Пиелу (Одум,1986).Кроме перечисленных выше характеристик в алгоритм программы,разработанной нами для ЗВ15 ВС-1061,включены элементы статастики(расчет средней арифметической,ошибки средней,дисперсии,коэффициента вариации).Сходство фауны или биоценотических группировок контрольного участка и района сброса ПОСВ БЦБК оценивали по коэффициенту Серенсена (з), достоверность различий количественных показателей по критериям Фиивра(дисперсии) и *-Сгьюдеига (средние арифметические)(Зайцев, Г984).0диофакторный дисперсионный анализ проведен по программе, составленной для электроники !.5К-61(йзиестьева,Бокова,1988).С целью выяснения состояния сообществ,на контрольной участке и у сброса 11ССВ БЦБК использован метод ЛВС-сравнение (.'/аптак et ахх., 1987).

Глава 3. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ¡ШР0Э30 БЕНТОСА РАЙОНА УТУЯИК-МУШО Ю1Й0Г0 БАЙКАЛА

Исследования количественного разви1ия(басмаосй и численности) ыакрозообенгосэ, его наквидовой структуры(¡S соотношение крупных таксономических категорий- групп)нз каменистых грунтах литорали с зарослями растительности показали следующее.На контрольном участке по данный 1985 г, наблюдается сшшокие количественных показателей ыакрозообентоса от пояса улотрикса к поясу дра-паршшьдшзяяий биомассы с 9,2+3,? г/и2 до 4,9+1,9 г/и2, численности с I36?3i;62?2 эка/к2 до 3240+766 вкз/и2.

У сброса ШСВ БЦБК эха тенденция не виракена»биомасса донных ышотаых. в пояса улотрикса составляет 2,6¿ü,5 г/ы2, в поясе драпарнапьдкелпий- 4,9^1,1 г/ы2, численность- 7023+1196 зкз/и2 и 5023.+IQ64 экз/м2 соответственно.

На твердой грунте,независимо от зонального развития растительности,харзктер варьирования количественных показателей на контрольной участка и у сброса ПОСВ БЦЕК различен,Величины биомассы бентоса более 10 г/и2,численности,свыше 20 тис.экз/м2 в районе сброса ПОСВ БЦБК не встречаются,тогдэ как на контрольной участке значения биомассы в кзкоторах случаях достигают 35 г/ы2, численности 30-70 тыс.экз/у2. Несмотря на то,что абсолютные значения количественных показателей макрозообентоса несколько пике у сброса ПОСВ БЦБК по сравнению с контрольным участком,дисперсионный однефзкторный анализ пока зал,что различия носят случайный харакгер(Р=0,95).Корреляционное отношение (<рг) составляет 0,09± ¿p,D2- по биомассе, 0,04¿p,0í- по численносги(число проб 61).

В предцдувдае года исследований(1968-1971,1975 гг.) на каменистых грунтах количественные показатели ыакрозообентоса и его надвидовая структура у сброса ПОСВ БЦБК мало чей отличались от таковых контрольного участка.

В ыекгодовом аспекте (с 1968 г. по IS'6S г.) на сравниваемых участках в зоне глубин 0-2 и биомасса ыакрозообентоса колеблется

в пределах 2-9 г/и2. На глубина 2-5 ы как на контрольном участке, гак и У сброса ПОСВ БЦБК в I968-I97I гг, биомасса дойных животных составляла 26-32 г/и2,тогда как в 1975,1985 гг. снизилась до 4-5. г/и2.

Во все годы исследований надвидовая структура донного населения каменистых грунтов рассматриваемых участков не претерпевает изменений,в зоне глубин 0~2 м сообщество иакрозообентосэ монет быть оценено как гэммаридно-хироношдное.на глубине 2-5 м-моллюсново-гамиэридное.

На мягких грунтах района Утулик-Мурино наблюдается снижение количественных показателей макрозообентоса с нарастанием глубины и изменение процентного соотношения его составляющих,что является общей закономерностью для донных беспозвоночных Байкала (Коков,1972; Кокова, 1974; Ербаева,1988).

Значения биомассы и численности ыакрозообзнтоса на разных биотопах (песок,заиленный песок,ил) сравниваемых участков (контрольного и у сброса ПОСВ БЦБЮварьируюг в пределах одного псрпд-ка(табл.I).Мягкие грунты района сброса ПОСВ БЦЕ'С характеризуются несколько меньшими по абсолютной величине количественными показателям иакрозообентосэ -по сравнению с контрольным участков, ио дисперсионный однофакторный анализ показал случайный характер их различий (Р=0,95).Корреляционное отноиание составляет 0,G9i 0,01- по о'иошссе и 0,Q5±u,0I- по численности (и= 126).

В литоральной зоне(глубины 5-20 м) в мекгодовом аспекте на контрольном участке и визуально чистых грунтах района сброса ПОСВ БЦБК наблюдалось увеличение биомассы кэкрозообеитоса с 23 г/u2is допусковой период 1965 г.) до 54 г/и2(з послелусковой

. период I968-I97I гг.) зз счет моллюсков и опягохет. 3 1985 г.

р

биокэсса донных кивотных на контрольном участка (50 г/и ),практически, на изменилась,тогда как нз визуально чистых грунтах у

Тзбдииэ X

Биомасса {В,г/и2) и численность (П,экз/ы2)мзкрозообентоса на мягких грунтах района Утулик-Мурино Юкного Байкала (июль, 1985 г.)

Глуби- Биотоп Контрольный участок Сооб- У сброса СВ БЦБК, Сооб-на,ы в + т цест- П + т иест-______1ГТй_в0 П1

5-20 песок 14,9*4,5 м-о 16,3*4,4 м—о

1962918096 п-о 2и074^294 о-п

заилен. 49,6*10,2 м-о' 24,9^9,9 о-и

осш аа п. ч-^.ц —.¿у, с м—и и—гл

песок 275ПТЖГ о-п-г 22и72±5347 о-п

20-50 заилен. 16.6*3,7 о-г 10.1*1,7 о-г

песок ТЩэ]32з5 о-г 920711785 о-г

50-100 заилен. 10,6*3.0 скг 6?5*2'4 о-г

песок 413014113 о-г 23У>1410 о-г

«л 19,5*3,8 о-г 9,7*1.1 о-г

'Ь596±1ш6 о-г 279б±314 о-г

150-250 вл 4,8*2,6 о-г 3,0*1,0 о-г

_____________1X40160 о-г 20и0+160 о-г

Примечание. Доминирующие группы макрозообентоса: п - поли-хеты, о- олигохеты, г- гаьшариды, в-.моллюски; и -ошибка средней арифметической биомассы (В), численнооти (Я).

сброса 130СВ БЦБК снизилась в 2 раза (до 25 г/м^зз счет моллюсков и достигла уровня допускового периода .По-видимому,в литорали в первые годы после пуска БЦБК в эксплуатацию(1968-197Г гг.) поступление дополнительной органики со сточными водами не оказывало влияния на популяции детритоядных организмов,при более длительном воздействии (1968-1985 гг.) сказался отрицательный эффект компонентов сточных вод БЦБК, что отразилось на биомассе моллюсков.

В сублкгорали и супраабиссали(20-100 м) на контрольном уча-си:е в 1985 г. обвдя бисмасс.8 бентоса(20-27 г/ыс) близка таковой в 1965 Г.(15-28 г/и2) и в 1958-1971 гг.(16-22 г/ы2),у сброса ШОВ БЦБК снизилась в 2 разэ(до 10 г/и2) за счет олигохет.

На участке с загрязненным грунтом (с осадком из лигнина и целлюлозы),встреченном в зоне глубин 150-250 м,биомасса макро-аообентоса в 1985 г. достигает 3,0 г/м^,тогда как в 1980 г. составляла 0,04 г/м2,преобладают на данном биотопе гакмариды.Веро-ятно,изменение грунта под действием ПОСВ БЦЕК сказывается в первую очередь на малоподвижных организмах (о лнгохетэ х, моллюсках), что отмечали ранее О.М.Кокова(1974), Г.С.Капликв(1974).

Глава Ч. СТЕРШИ СООБЩЕСТВ 1ШРОЗООБЕНТОСА ЮГО-ВОСТОЧНОГО ПОБЕРЕЖЬЯ ОЗЩ БАЙКАЛ

В районе Утуяик-Иурино. iOsHo.ro Байкала установлено 194 вида донных беспозвоночных,образующих 19 сообщеета.Среда них 9 зооценозов С доминированием олигохет (Hala bekmani.IIaia ар.2,1дтого-drilua pygmaeua.b.vvagneri .Stylodrilus cerepaaovi,5.сгаззиэ,Khyn-chelmis brachieephaXa.LumbricuXidno geñ.sp.,Tubificidoa gen.sp.1), 5 гаммаридних (Eulirrmogarsniarus verrucosus,Echluropus ssldlitzl, Gmeliaolde3 faaciatU3,Micruropus vortex,M.parvuXus), lo доминированием хиронокид (Orthocladius dscoratua), 4 моллюсковых (Cho~ anomphaXus omauronius.BátcaXia puXXa,3.herderiena,BúsXesa grenun).

Список доиинэнтов и субдоваяавюв указанных выше сообцоств включает 77 видов яз ISA Лис по видов в разных, сообществах ыакро-зообентоса колеблется от 16 до 76,з комплексе субдоминантоз- от 4 до 18.Баойассз дрмииируоцзго вида в эооценоззх.кзк правило,не превыиает 60 $ от общейгзз исключением сообществ íi.brachícépha-la, ll.parvuXutr, E.granua.

Сообщества мэкрозообентоса характеризуются сяоаиой структурой,индекс видового разнообразия Шеннона варьирует в пределах 2,0-4,2 Cas.,низкими показателями доминирования по Сивпсону (О от u,ü3 до 0,49),и высокими покззэгеляш вкрогнешссги по Пиалу (е от и, 41 до 0,78).У олигохстних,гз«аарйдних,хирономидиих,моллюсковых эосиспооов распределение Н,С,е носит сходный характер,

принципиальных различий не наблюдается.

На твердых грунтах на глубине 0-3,5 и распространено 7 сообществ донных беспозвоночных (рис.1А).

дых (А) и мягких (Б) грунтах района Утулик-Мурино Южного Байкала. Обозначения: Разрезы I,II,1У- контрольные, 1,2,3,4,9,111- у сброса ПОСВ БЦБК; эооценозы(Д), гл.0-3,5 и: ean.betanwii, И E.verru-cosus, £23 G.fasciatua, ЩЭ Hais ер.2, DS¡ O.decoratua, ES H.vortex, O C.emauroaius; зооценозы (Б), ГЛ.5-300 u: Ш Lúa-briculldae gen.sp., В L.wagneri, ES îubiiicidao gen.sp.1, ( - î>.crassus, Ш R.brachiçephala, Q E.ssidlitzi, CZ) L.pyg-¿a'.aüs, C~3 E.granum, ЕЭ S.cerepanovi, m Ы.párvulas, O B.herderiana, S B.pulla. По ОСИ ординэг-число ВИДОВ.

■ Р

Ызксиыальнзя биомасса их не превышает 5 г/ы-.Своеобразие экологических условий среды обигания(волновое воздействие в сочетании с зарослями растительности) определяют пестроту развивающихся здесь зооценозов.Среди них найдены 2 олигохетных, 3 гаы-нвридных, i хироноиидное, I ыоппюсковое сообщества. Доыинантыих представлены питофитофялыиыи видаки,типичными обитателями каие-

нистой литорали с зарослями растительности открытого Байкала.

Мягкие грунты на глубинах 5-300 м по биономической характе-ристике{составу зооценозов)отяичэются от твердых(ряо.1В).На данном биотопе зарегистрировано 12 сообществ донных беспозвоночных, биомасса их не выходит за пределы 30 г/м2.Условия среды обитания здесь иного характера,чем на камнях в полосе глубин 0-3,5 м, а именно; стабильный гидродинамический режим,особенно в сублитора-Лй и супраэбиссаяи,отличные от литорали процессы ссадконакоппе-ния.Распространено на мягких грунтах 8 зооценозов с доминированием олигохет, I гаммаридныЯ и 3 моллюсковых.Доминанты их представлены пело-,псэшофипьными видами.Преобладание зооценозов с доминированием олигохет на мягких грунтах Байкала является отражением экологической структуры донного населения,основанной на трансформации вещества а энергии в озере (Черепанов,1978).

Неоднородность пространственного распределения зооценозов в исследуемом районе оказывается нэ мутривенотической структуре, "упаковке"видов в сообществах.? однотипных зооненозов(с одним и тем ке доминантом),распространённых на разных грунтах одной глубинной зоны или на одном и том же биотопе,но на разных глубинах происходят перестройки нэ уровне субдомвнэнтов.Вырзданы они в смене порядка доминирования видов (вклада субдоминантой в общую биомассу зооценоза) или изменении качественного состава комплекса субдоминантов.Подобные ситуации,вероятно,контролируются не только глубиной и характером грунта,но и межвидовыми взаииодействияш,пищевыми ресурсами.

Антропогенное воздействие приводит к уменьшению видового разнообразия,сложности и стабильности сообдеств(Бигон и др., I989).

Йь 19 сообществ макрозообентоса,встреченных в районе Уту-лик-Мурино Южного Байкала, II найдено на контрольных рззроззх и

16- у сброса ПОСВ БЦЕК,из них 8 являются общими дня сравниваемых участков.Бопьшинство однотипных зооценозов,распространенных на визуально чистых грунтах в районе сброса ПОСВ ЩШ, не имеют существенных структурных отклонений от таковых контрольного участ-' ка,за исключением сообщества Lumbricuiidae gen.sp. Биомасса его у сброса ПОСВ БЦБК достоверно (P=ü,95) ниже,чем на контрольном участке,при этом коэффициент фаунистического сходства составляет 66 %.

При оценке антропогенного воздействия одним из показателей загрязнения вод служит видовое разнообразие (PatrickД972; Одуы, 1986). Видовые / и J5-разнообразие убывают при изменении условий среды от "наиболее благоприятных" к экстремальным (Уиттекер, 1980).

В районе сброса ПОСВ БЦЕК из загрязненных лигнином и целлюлозой грунтах установлено одно сообщество к,раг\оаизЛ(ачествеи-ный(чиспо видов- 3) и количественный(биомасса- 0,05 г/цг) его состав значительно обеднен на фоне зооценозов визуально чистого грунта.Индекс видового разнообразия Шеннона (/-разнообразие) низкий \(Н=0,49 бит.),при этом в сообществе усиливается концентрация доминирования одного вида (С=0,85) «.соответственно,снижается выровненность £е=0,31).

Влияние ДОСВ БЦБК в районе Угулик-Мурино,судя по кривой индексов Шеннона,проспзЕйвается на мягком грунте до 100 м (1 разрез),на твердом- до 500м (Ш разрез) восточнее труб сброса сточных вод (рио.2 А,Б). Некоторое поникание кривой индексов Шеннона отмечено в 6 км западнее от труб сброса ПОСВ БЦБК (П разрез), что связано,возможно, о влиянием р.Сслзан.

Распределение биомассы по видам и распределение числевное-ти по видам в бентосных сообществах Балтийского моря показывают дифференцированную реакцию на нарушение ('.Verwifc et all,,. 1987).

Этот метод таккэ чувствителен к нарушениям, индуцированным сильными органическими загрязнителями (Pearson,1978) .Применение его

и

s;

О

ш

о

X

я ю

г=э

« ss

к з г -I

разрезы Б

________

разрезы

1 '19 Ч 21 '3 'X

Рис.2. Изменение индексов видового разнообразия Шеннона на мягком(А) и твердом(Б) грунтах по мере удаления от труб сброса СВ БЦЕК (р-н Утулик-йурино Юкного Байкала).. Обозначения. Кривые индексов Шеннона: КЗБ- для сообществ макрозообентоса(июль, 1985г.), СЯ- для сообществ хирономид( средние многолетние 1975-1987 гг.).

в условиях Байкала не позволило установить изменение структуры сообществ иакрозообентосз,находящихся под воздействием ГОСВ БЦБК. Форма кривых к-доминирования для сообществ ыакрозообентосз исследуемого района Утулик-Мурино характеризует их естественное природное состояние как умеренно-нарушенное на каменистом грунте и ненарушенное- на мягком (рис.3 А,Б),что связано,вероятно,о условиями среды обитания(гидродинамическим режимом,процессами осадконакопления,трофической структурой донного населения). Глава 5. СТРУКТУРА СООБЩЕСТВ НА УРОВНЕ ОРГАНИЗАЦИЙ

ТАЯСО ЦЕНОЗА ХИРОНОКЙД ШРТВНА ,СИ1ЕОШШ>АЕ) По данным 1975-1978, 1984, 1985, 1987 гг. в районе утулик-Мурино Юкного Байкала отмечено 59 видов и личиночных форм хпро-Н01ШД ИЗ 5 ПОДСемейСТВ: ТапурсхПпае (2), В1вл>ев1пав (5), Ргос11в-тез!пае (2), Ог1Ьос1а<И.:1пае (29), СМгополЦпае (21). Для ОТКры-

того Байкала известно 120 видов и форы (Линевич,1964,1981). Пространственное распределение фауны хирономид определяется харзк-

ществ макрозообентосс.распространенных на твердоы(А) и мягком (Б) грунтах в районе Утулик-Мурино Южного Байкала(июль,1985 г.). Обозначения. По оси ординат- кумулятивный процент,по оси абсшсс -ранг видов; цифры соответствуют номерам раэреэов(к)-контроль-иша,(с)-у сброса ПОСВ БЦБК.Кривые биомассы числе нности(—).

тором грунта,глубиной.Коэффициент фаунистического сходства разных бмотопических группировок хирономид(кам1ш,песок,заиленный песок,ил) составляет менее 50 В видовом отношении хирономиды твердых грунтов богаче,чем мягких.

На камнях литорали зарегистрировано 44 вида и формы хироно-МИД ИЗ 3 подсемейств: Dlamesinae (5), Orthocladiiaae (27), Chi-ronomtnae (12). Лищь 13 видов из них имеют высокий процент встречаемости в пробах(более 25 %),остальные редки или случайны.

На мягких грунтах установлено 35 видов и личиночных форм хирономид ИЗ 5 подсемейств: íaaypodlnoe (2), Diemeainae (I),Fro-<Ueraeeiaae,(2), Orthocladiinae (14), Chironominae (16). Постоянно встречаются В пробах 4 вида: Paratanytarsus beicaleneis, Ser-gentia baiceleasis.S.nebulosa,Micropsectra gr.praecox.

Роль хирономид в формировании систематического облика зооценозов макрозообентосо района Утулик-Мурино неоднозначна.Всего 7 видов из 28,зарегистрированных в июле 1985 г.,входят в состав

субдоминанта различных сообществ донных беспозвоночных.Наиболее часто среда субдоминантов разных зооценозов встречаются Ог-thocladiua dacoratu3,Cricotopug bicinctus, реже Cricotopus ер., Pagastia orier.talia, Pott hast Да longimana,Orthocladiua gr.oliva-сеиэ и s.baicniensis. в сообществах с доминированиен олигохет число видов хирономид колеблется от I до 9,э гамма ридных зоопз-нозаь- от I до В.наксинальное число видов (12) отмечено в хиро-яоыидном зооценозе» в моллюсковых- IO-II видов хирономид на твердом грунте и 1-2 вида - на мягкой.

В зооценозах,распространенных на твердой грунте контрольного участка,на долю хирономид приходится от % до 39 %, у сброса ПОСВ БЦБК от 3 % до 78 % от общей биомассы бентических кивот-ных.Допя хирономид э биомассе зооценозов.нзеелямдах мягкий грунт, невалика и составляет 0,1-2Л £-на контрольном участке и 0,1-0,4 % - в районе сброса ПОСВ БЦБК. Интерес представляет исследование структуры сообществ на уровне организации таксоценозз хирономид,так как роль последних нивелируется по причине экер-нентных свойств сообществ макрозообентоса.

За рассматриваемый период наблюдений в районе Утулик-Мури-но Южного Байкала установлено сообществ хирономид (Pagastia

orientalia.Potthastia longlmona.Orthooladlus decoratU3,0.gr.oli-vaoeua,Cricptopu3 bicinctus,Grlcotopus sp.,C.cf.algarum.Micro-paectra gr.praecox,Heozavrelia minuta,Paratanytarsus bai caleríais,Microtendlpea pedellus,Sargentía baiealonsis.S.flavodentata, S.nebulosa.

Ценозы хирономид на твердых грунтах богаче в видовом отношении (2-18 видов),чем нэ мягких (2-6 видов) и характеризуются более сложной структурой (Нтах^ 2 бит.).Вероятно,сникение разнообразия (Ндох^^О бит.) хирономидных ценозов,распространенных но мягком грунте,определяется фактором глубины,где глуб-

ке 5 ы (до 300 ы) условия среды для завершения метаморфоза хирономия становятся экстремальными и лишь немногие виды могут адаптироваться к шш.

На твердом грунте состав сообществ хировомид сходен,но в отдельные годы на некоторых разрезах иенозы хирскомид не аареги-стрираваны(рис.4). Учитывая то, что все сборы проведены по одинаковой методике,характер уловиыости разных видов и их группировок одинаков на протяжении всех сборов,этот факт,по-видимому, обусловлен как биологией развития, так и гетеротопным образом еизки хироношд.

Во временном аспекте не твердых грунтах литоральной зоны наблюдается изменение состава ценозов хирономид. в 1975-1978 гг. здесь наиболее часто встречались сообщества o.gr.oiivaceua, Р.orientalis,Р.loaginana. В 1985 и 1987 гг. на данном биотопе ШИрОКО распространились сообщества O.decoratua.C.Tsicinctua.Cri-cotojms ер. .тогда как P.orientalis.P.lonsimanü не установлены (си. рис.4).Обусловлено это обними закономерностями,связанными как с ей гизнныш циклами личинок хирономид, так и экологической ситуацией,слоаившейсп в 70-е годы в районе Утулик-Мурино после наводнеш!я(1971 г.).До павод1ш(1964-Г966 гг.,1968-1970 it.) Р.Orientalin,P.loasiaana встречались в сборах единично,массовыми на камнях с зарослями растительности' были представители родов Orthociüdiuo u Cricotopuo (Диневич,1981;Самбурова,1982).

Фауна хирономид мягких грунтов крайне разрешена,последние представлены популяцией какого-либо одного вида и не образуют иенатнческих группировок,а свяги с этим рассмотреть их распределение в пространственной и временном аспектах не представляется воваокныл.ОбмУ материала(261 количественная проба )поэвояип установить 5 U5Ü03Q3 ХИрОНОМИД P.ba.ioaler.3is,S.flavoäentatQ,S.t!ii-calenals.S.aebulcou.il.er.pruecox. РуКОВОДЯЦКО ВИДЫ ЭТИХ СООб-

ществ эвритошш,изс8ляю1 чистые и заиленные пески и илы в различных зонах глубин Байкала.

На уровне организации таксоценозз хирономид в пространственном распределении наблюдаются те «се закономерности изменения биоценотической структуры сообществ,что и на уровне зооценозов, а именно: смена качественного состава и порядка доминирования

Рис.4. Сообщества хирономид,распространенные на твердой грунте в районе Утулик-Мурино Юкного Байкала. Обозначения: □ F.longimana, КЗ O.gr.olivaoeus, ED Cricotopua sp. , ЕЗ M.pe-dellua, ЕЗ P.orientalis, Ш C.cf.algarum, Ш M.gr.praecox, CD P.baicalensia, ED O.decoratua, £3 С.bicinctua, ¡¡Ш) H.ainuta.

видов,входящих в комплекс субдошнаНтов.

Длительное воздействие ПОСВ'БЦБК.(1966-198? гг.) в районе Утулик-Ь'урино Юкного Байкала не могло не отразиться на таксоце-нозе личинок хироноиид.Среди однотипных ценозов хирономид, распространенных как на контрольном участке,так и на визуально чистом грунте у сброса ПОСВ БЦБК,сообщество s.nebulosa имеет достоверно (Р=0,95) низкую биоиассу в районе влияния сточных вод.Аналогичная ситуашя была зарегистрирована в 1984 г.(Кравцова,1986).

Ценоз s.baicoieneis, найденный на грунтах с антропогенный осадком из лигнина и целлюлозы в I975-I976 гг.,характеризуется упрощенной структурой.(H=ü,29-U,40 бит.),высокой концентрацией доминирования (C=Q,b¿-0,9U),низкой выровнонностью (е=0,29-0,40).

Кривая индексов разнообразия Шеннона (средние многолетние 1975-198? гг.) для сообществ хирономид показывает снижение разнообразия на твердом грунте в 50 ы к востоку от труб сброса ПОСВ ЩЕК (2 разрез)(см. рис.2Б).Некоторое поникание кривой индексов Шеннона отмечено у П разреза,что связано,по-видимому, с влиянием выносов реки Содзан.

Метод ДВС-сравнение,как и на уровне организации зооценозов, не позволил выявить влияния ПОСВ БЦБК на структуру сообществ хи-рономид. Форма кривых к-доминировэния для ценозов хирономнд характеризует их состояние на контрольном участке л у сброса ПОСВ БЦЩ как умеренно-нарушенное на твердом грунте (гл. 0-3,5 м) и ненарушенное - на мягком (гл. 5-300 м).

ВЫВОДЫ

1. фзунэ донного населения Юкного Байкала в районе Утулик-Мурино.на глубинах 0-300.м богата и разнообразна,установлено 194 вида беспозвоночных кивотных,образующих 19 сообществ.Зооиенозы характеризуются сложной структурой (Н от 2,0 до 4,2 бит.),низкими показателями доминирования (С от 0,08 до 0,49) и высокими вы-ровненностя (е от 0,44 до 0,79).

2. Хироношды издаются неотъемлемой частью донных зооиено-зов Юкного Байкала района Утупин-Мурино,отмечено здесь 59 видов и личиночных форы,образующих 14 сообществ.Ценозы хирономид имеют более спокную структуру (й^ах^ 2,0 бит.) на твердом грунте, чем на мягком (Нгаддг£ 1,0 бит.).

3. Для сообществ донного населения района Утулик-Ыурино (как зооценозов в целом,так и хирономид в частности) характерны внутриценотические перестройки, выранешше в изменении качественного состава комплекса субдоминантов или порядка доминирования видов,контролируемые факторам глубины,биотопической неоднородностью дна.возиокно, и ме»зидовыми взаимодействиями.

4. На основании пространственного распределения доннах сообществ иакрозообзнтоса в районе Утупик-Мурино выделено два био-ноиичеоиих типа.

Первый распространен в пределах каменистых грунтов в зоне глубин 0-3,5 м и характеризуется пестротой развивающихся здесь сообществ,находящихся я умеренно-нарушенном состоянии под воздействием гидродинамических факторов среды,что подтверждается характером кривых к-дошпшрования.

Второй тип распространен в пределах мягких грунтов (песок, заиленный песок,ил) на глубинах 5-300 и и характеризуется однообразием обагащих здесь сообществ (преобладают зооценозы с до- ' кинироБэяиен вяагохег),благодаря более стабильному гидродинамическому ремизу,отличный от прибойной полосы глубин процессам осадконакопления и трофодинашш. Комбинированные кривые ь-доминирования свидетельствуют о ненарушенной состоянии здесь сообществ какрозообенгоса .в'целом и ценозов хирономид.в частности.

5. Длительное воздействие ПОСВ К|Ш (1966-1287 гг.) сказалось как нз количестве донных беспозвоночных,так и на надвидовой и видовой структуре ыакрозообентоса юго-восточного поберекья оз. Байкал,причем,на твердых грунтах оно выражено слабее,чей нз «яг-ких.

На прогяЕэнии всего периода наблюдений на камнях в зоне глубин 0-5 м бионасса нзкрозообентоса колеблется в пределах 3-32 г/и2 на контрольной участке и 2-26 г/и2 - у сброса ПОСВ БЦБК, при этой надвидоввя структура {% соотношение групп) зоо-бентоса сравниваемых участков остается неизменной. В зоне глубин 0-2 м преобладав? гамиаридно-хирономидное сообщество,нз глубине 2-5 ы - иоллюсново-гаишридное.

6. Нэ иягких грунтах контрольного участка исследуемого района биомасса накрозообентоса колеблется в пределах 20-50 г/и2,

ю есть в пределах их естественной изменчивости. У сброса ПОСВ БЦБК общая биомасса бентоса снизилась в 2 раза, произошло изменение надвидовой структуры сообществ бентических животных аа счет двукратного .снижения биомассы моллюсков в зоне глубин 5-20 м и олигохет на глубинах 20-100 и.

7. Участки локального загрязнения дна Байкала(грунты с антропогенным осадком) характеризуются, как и ранее (I968-I97I гг.), низкими значениями биомассы (3 г/ы2) и перестройкой надвидовой структуры макрозообонтоса (в бентосе преобладают гаммариди).

На уровне видовой структуры, сообществам бентических животных (30иценозу Micruropua parvulus И Ценозу Sargentía baicalen-sis), встреченным из данном биотопе,свойственны низкое «С-разнообразие, высокая концентрация доминирования,что нз характера для сообществ донного населения чистых грунтов.

8. Отклонения в видовой структуре сообществ донных беспозвоночных визуально чистого грунта у сброса ПОСВ БЦБК от таковых контрольного участка установлены у зооценоза bumbriculidae gen.ар., у ценоза хирономид Sergantia nebulosa, имеющих достоверно (Р=0,95) низкие биомассы в районе сброса ПОСВ БЦБК.

9.В районе Утулик-Ыурино Южного Байкала установлено поникание кривой индексов видового разнообразия Шеннона, как для сообществ макрозообентоса,так и ценозов хирономид у сброса ПОСВ БЦБК. На уровне макрозообентоса низкое jB-разнообразие зарегистрировано на мягких грунтах в 100 ы восточнее от труб сброса ПОСВ БЦШ (1 разрез), на твердых - до 500 м (Ш разрез).

На уровне таксоценоза хирономид понижение кривой индексов Шеннона отмечено на твердых грунтах в 50. ы к востоку от труб сброса ПОСВ БЦБК (2 разрез).

10. При совершенствовании системы гидробиологического мониторинга Байкала,наряду с изучением количественного развития мак-

роэообентоса,флуктуация численности и биоызссы бантических животных как естественного,так а антропогенного происхождения,рекомендуется исследование зидовой структуры сообществ донного населения ( X и £ -разнообразия),как наиболее показательных характеристик.

СПИСОК РАБОТ,ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ЫАТВДАЛАМ ДИССЕРТАЦИЙ

1, Кравцова Л.С. Некоторые данные по распределению массовых видов хирономид в районе Утулик-Мурино (Юашый Байкал) // Охрана а рашональное использование природных ресурсов Сибири и Дальнего Востока: Тез. докл. - Красноярск, 1981. - С.Ш-Н2.

2, Локальная биогеохимическая зональность и ее связь о глубинными ?манаиияни в активном Байкальской рифта / Н.С.Бескров-ный, С.Д.Таляев, Я.С.Кравцова, Я.Н.Ряпенко // Комплексные геохимические нефтегазопоисковые исследования субаквзльных площадей,-Л., 1985. -С.62-73.

3, Кравцова Л.С. Роль хирономид в макрозообентосе района Утулик-Цурино // Четвертая конференция молодых ученых: Тез.докл. - Иркутск. - 1986. - 4.2. - С.69.

Кравцова Л.С., Лазинокая И.Ф., Кицук Т.И. Бентофаунз нэ участках нафтегазопроявлений озера Байкал // Гидробиол. аурн. -1988. - Т.24. - № 5. - С.90-93.

5. О фауна донных кивотных района Утулик-Ыурино в 1961-1983 гг. / Э.А.Крбаевз, Т.В.Акиншина, й.Ф.Яеэинокая, Л.С.Кравцова и др. - Иркутск,1988. - 27 С. Деп. в ВИНИТИ № 5576-В88.

6. Кравцова Л.С., Кузеванова 2.Н. Пространственное распределение зообенгоса в литоральной зоне Юкного Байкала (район Уту-пик-Иурано).- Иркутск, 1989. - 16 о. Деп. в ВИНИТИ № 7562-В89.

7. Кравцова Л.С. Пространственное распределение зообзнтоса в бухте Большие Коты озера Байкал Ц Актуальные вопросы водной экологии: Тез. докл. - Киев, 1990. - С.81-82.

8. Структура донных сообществ юго-восточного побережья оз. Байкал / Л.С.Кравцова, Т.В.Лканшина, К.В.Варыханова, Г.П.Сэфро-нов. - Иркутск, 1990. - 20 с. Деп. в ВИИШ ft' I602-B90.

9. Кравцова Л.С., Ербаева Э.А. Видовое разнообразие и распределение хироношд в районе Утулик-Мурино (Южный Байкал) // Бюллетень ин-та Биологии внутренних вод. - Д.: Наука, 1990. -С. 47-51.

10. Kravtsova L.S., Erbaeva В.A. She fauna of Chirocomi-dae la the region Utulik-liurino (South Baikal) // Abstracts of All Union Symposium on Chironomidae in Palanga. - Vilnius,1990. - P.8.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

КРАВЦОВА ЛЮБОВЬ СЕРГЕЕВНА

ЗООБЕНГОС В СИСТЕМЕ ГЙДРОВШОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ОЗЕРА БАЙКАЛ

03.00.18 - гидробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Иркутск - 1991 г.