WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

Структура зоопланктона экологически разнотипных водоемов и водотоков казахстана

-- [ Страница 1 ] --

УДК 574.5:591 На правах рукописи

КРУПА ЕЛЕНА ГРИГОРЬЕВНА

Структура зоопланктона экологически разнотипных водоемов и водотоков Казахстана

03.00.08 – зоология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Республика Казахстан

Алматы, 2010

Работа выполнена в Дочернем государственном предприятии «Институт зоологии» Республиканского государственного предприятия «Центр биологических исследований» Комитета науки Министерства образования и науки Республики

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор К.К. Увалиева

доктор биологических наук,

профессор В.Н. Долгин

доктор биологических наук,

профессор З.И. Иззатуллаев

Ведущая организация: Институт биологии внутренних вод

им. И.Д. Папанина РАН (Россия)

Защита состоится 30 сентября 2010 г. в «12» часов на заседании диссертационного совета Д 55.36.01 при Институте зоологии МОН РК по адресу: 050060, Алматы, Академгородок, пр. аль-Фараби, 93.

Факс 8 (727) 269-48-70

e-mail: institut_zoology@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института зоологии КН МОН РК по адресу: 050060, Алматы, Академгородок, пр. аль-Фараби, 93.

Автореферат разослан «22» «июня» 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор биологических наук Д.М. Жатканбаева

Введение

Общая характеристика работы. Диссертационная работа посвящена исследованию закономерностей формирования структуры зоопланктонных сообществ в естественных и антропогенно трансформированных водоемах и водотоках Казахстана.

Актуальность темы. Зоопланктон, наряду с фитопланктоном и зообентосом, играет ключевую роль в функционировании гидроценозов. Он является важным звеном в трофических цепях водных экосистем и принимает непосредственное участие в процессах биологической очистки воды, способствуя улучшению ее качества.

Естественные и антропогенные сукцессии водоемов сопровождаются изменениями структуры зоопланктонных сообществ: разнообразия, состава и числа доминирующих видов, численности, биомассы, размерно-массового показателя, соотношения таксономических и трофических групп. Весомый вклад в изучение структурно-функциональной организации зоопланктона пресных и ультрапресных озер гумидной зоны вносят работы А.М. Гилярова и Т.А. Гореловой [1974], М.Б. Ивановой [1978], Н.М. Крючковой [1987]. На основе выявленных закономерностей распределения зоопланктона в озерах разных трофических уровней показана индикаторная роль этого сообщества в диагностике стадии сукцессионного развития лимнических экосистем гумидной зоны [Андроникова, 1996].

Гидробиологические исследования водоемов Казахстана ведутся на протяжении более 70 лет. К настоящему времени накоплен большой фактический материал по видовому составу, количественным, продукционным характеристикам и роли зоопланктона в питании рыб пресных и минерализованных водоемов [Малиновская, 1969; Диканская, 1972; Киселева, 1997; Шарапова, 2002; Трошина, 2007; Стуге, 2008]. Описаны особенности формирования гидроценозов крупных водохранилищ с момента их заполнения [Малиновская, Тэн, 1983]. Обобщены сведения по фауне веслоногих [Доброхотова, 1979], ветвистоусых [Ибрашева, Смирнова, 1983], коловраток [Трошина, 2003], зоопланктону минерализованных водоемов Северного Казахстана [Стуге, 1995], оз. Балкаш [Стуге, Трошина, 2003].

Вместе с тем ряд ключевых проблем остается не затронутым вниманием исследователей. Одной из важнейших является выяснение закономерностей формирования структуры сообществ гидробионтов в водоемах аридной зоны, к которой относится значительная часть территории Казахстана. Особую теоретическую и практическую значимость решение данной проблемы имеет в условиях нарастающего дефицита водных ресурсов и многокомпонентного состава поступающих загрязняющих веществ, что обусловливает необходимость поиска и привлечения выявленных закономерностей для целей биоиндикации состояния водных экосистем.

На современном этапе взаимоотношений «человек–окружающая среда» проблема антропогенного евтрофирования осложняется повсеместным токсическим загрязнением водоемов, следствием которого является угнетение процессов естественного самоочищения и переход экосистем в неустойчивое состояние, крайним проявлением которого может быть их полная деградация [Матишев и др., 2003]. Классификация водоемов по уровню токсической загрязненности была предложена Л.П. Брагинским [1985]. На основе анализа литературных данных составлен перечень показателей, характеризующих ответные реакции сообществ в ответ на токсическое воздействие [Андроникова, 1996]. Однако решение данной проблемы в силу ее сложности и многоплановости еще далеко до завершения [Моисеенко, 2008].

Известно, что устойчивость водных экосистем определяется не только характером и интенсивностью внешних воздействий, но и особенностями самих водоемов (географическим положением, химическим составом вод, морфометрией, температурным режимом). Поэтому ответная реакция гидробионтов на действие токсических веществ в водоемах Казахстана, с учетом их физико-географических, климатических и гидрохимических характеристик, может значительно отличаться от структурных перестроек сообществ под воздействием антропогенной нагрузки на пресные и ультрапресные водоемы гумидной зоны, для которых и была предложена упомянутая выше классификация. В связи с этим очевидна необходимость проведения подобных исследований на водоемах разного типа.



Цель и задачи исследования. Целью работы являлось выявление закономерностей формирования структуры зоопланктонных сообществ в водоемах и водотоках Казахстана, различающихся физико-химическими, гидрологическими характеристиками, степенью биогенного, токсического и смешанного загрязнения.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

  1. Исследовать разнообразие зоопланктона и динамику количественных показателей фоновых видов в зависимости от гидрохимических показателей.
  2. Изучить влияние гидрологического режима водоемов на количественные показатели зоопланктона.
  3. Исследовать структуру доминирования видов в зоопланктонных сообществах и ее связь с факторами среды.
  4. Изучить половую структуру и частоту встречаемости особей с морфологическими отклонениями в популяциях веслоногих ракообразных и связь этих показателей с экологическим состоянием водных экосистем.
  5. Дать сравнительную характеристику зоопланктона пресных водоемов и водотоков.
  6. Дать сравнительную характеристику зоопланктона минерализованных водоемов.
  7. Разработать критерии и выработать рекомендации для оценки по структурным показателям зоопланктона экологического состояния водоемов и водотоков Казахстана.

Методы исследований – гидробиологические, статистические. Основным методологическим подходом является системный, рассматривающий зоопланктон на уровне сообщества, популяций фоновых видов и отдельных особей в естественных и антропогенно нарушенных условиях среды.

Научная новизна. Описаны новый для науки (Gigantodiaptomus sp. nova) и новые для региона (Neodiaptomus schmakeri, Mesocyclops ogunnus) виды планктонных ракообразных. Впервые показаны изменения численности фоновых видов зоопланктеров в градиентах минерализации воды, концентраций фосфора общего и тяжелых металлов.

Исследованы закономерности распределения зоопланктона и популяций доминирующих видов по акваториям озер Балкаш и Алаколь. Впервые установлено, что представленность видов в зоопланктонных сообществах этих озер определяется не только величиной минерализации воды, но и соотношением отдельных ионов, в первую очередь, K+/Na+ и Ca2+/Mg2+. Впервые показано, что Daphnia galeata относится к группе видов Cladocera, обладающих повышенной устойчивостью к солям магния.

Выявлено наличие нескольких типов зависимости межгодовой динамики численности зоопланктона от гидрологического режима водоемов. Впервые установлено, что смена типов структуры доминирования видов при изменении внешних условий происходит за счет перераспределения доминирующей роли между ветвистоусыми и веслоногими ракообразными.

Впервые показано, что нарушения половой структуры и наличие уродливых особей в популяциях веслоногих являются ответной реакцией на хроническое токсическое загрязнение водных экосистем.

Выявлено, что одним из факторов, оказывающих влияние на динамику разнообразия зоопланктона по индексу Шеннона-Уивера при усилении биогенной нагрузки на пресные водоемы, является температура.

Установлено, что органическое загрязнение водоемов в сочетании с токсическим способствует формированию сообществ с более низким средним разнообразием по Шеннону-Уиверу, чем при соответствующем уровне биогенной нагрузки. Одним из признаков токсического загрязнения водоисточников является усиление размаха колебаний структурных показателей зоопланктона.

Установлено, что при увеличении суммарного содержания растворенных солей до 60-70 г/дм3 биомасса зоопланктона возрастает за счет усиления доминирующей роли ракообразных. Показано наличие двух максимумов разнообразия зоопланктона в градиенте минерализации воды.

Впервые разработаны критерии диагностики и выработаны рекомендации для оценки по структуре зоопланктона характера и интенсивности загрязнения водоемов Казахстана. Установлено, что структура зоопланктонных сообществ показательна не только при диагностике органического, но и комплексного загрязнения водных экосистем, а также при залповых выбросах токсических веществ.

Теоретическая и практическая значимость. До настоящего времени для аридной зоны, которая включает не только Казахстан, но и обширные территории сопредельных стран Средней Азии, закономерности формирования структуры зоопланктонных сообществ под влиянием факторов среды не были исследованы. Результаты настоящей работы, описывающие эти закономерности, а также демонстрирующие сходство и отличия структурных показателей зоопланктоценозов водоемов аридной и гумидной зон, в значительной степени восполняют этот пробел.

Теоретическим вкладом в общебиологические науки – гидробиологию и экологию – является установленный нелинейный характер изменения количественных показателей и разнообразия зоопланктона по Шеннону-Уиверу под влиянием антропогенной нагрузки, а также при увеличении минерализации воды.

Исследования динамики численности фоновых видов ракообразных в градиенте факторов среды и половой структуры популяций веслоногих развивают популяционное направление в зоологии, экологии, гидробиологии. Показана эффективность применения гипотезы дифференцированной специализации полов В.А. Геодакяна для объяснения нарушения половой структуры популяций веслоногих в условиях токсического загрязнения водоемов. Получил развитие метод Р. Уорвик (R. Warwick), позволяющий оценить изменения внутренней структуры зоопланктона под влиянием абиотических факторов различной природы.

В условиях существенных колебаний уровней воды в водоемах Казахстана теоретическое и практическое значение имеют выявленные зависимости межгодовой и межсезонной динамики количественных показателей зоопланктона от гидрологического режима пресных и минерализованных водоемов, а также связь этих показателей с температурным режимом, интенсивностью и характером антропогенного воздействия на водные объекты.

Общебиологической теоретической и прикладной проблемой, до конца не разработанной не только в Казахстане, но и в других регионах, является реакция сообществ в ответ на токсическое загрязнение водоемов. Наши результаты (неоднозначность изменения разнообразия сообществ, усиление размаха колебаний структурных показателей, наличие уродств как надежный критерий диагностики токсического загрязнения, выделение отличительных признаков сообществ, развивающихся в токсических условиях) вносят вклад в развитие экотоксикологического направления в гидробиологии, находящегося в тесной связи с зоологией, гидрологией, гидрохимией.

Практическая значимость полученных результатов определяется возможностью использования выявленных закономерностей для биоиндикации органического и токсического загрязнения водных объектов, разработки научных основ рационального использования и охраны биологических ресурсов пресных вод, оценки и прогноза потенциальной рыбопродуктивности экологически разнотипных водоемов Казахстана. Результаты настоящей работы успешно применялись для оценки экологического состояния и качества воды водоемов антропогенно трансформированных территорий Центрального, Юго-восточного Казахстана, территорий ракетно-космического комплекса, зоны Семипалатинского испытательного полигона, оценки и прогноза последствий ликвидации накопителя сточных вод «Талдыколь» и их сброса в р. Нуру. Результаты настоящей работы могут быть использованы в лекционных курсах вузов биолого-экологического направления.

Положения, выносимые на защиту:



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.