Экологические особенности развития фитопланктона дельтовых проток реки Селенги и сора Черкалово: оз. Байкал тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат биологических наук Ташлыкова, Наталия Александровна

• Ташлыкова, Наталия Александровна
• кандидат биологических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Ташлыкова, Наталия Александровна

Введение

Глава I.

Глава И.

Глава III.

Глава iv.

Глава v.

Глава VI.

Список обозначений и сокращений, приведенных в работе

История изучения фитопланктона дельтовых проток реки Селенги и сора Черкалово Краткая физико-географическая характеристика района исследования

2.1. Река Селенга и ее дельтовые протоки

2.2. Сор Черкалово

Материалы и методы исследований Фитопланктон дельтовых проток реки Селенги

4.1. Таксономический состав и эколого-географическая характеристика фитопланктона

4.1.1 Таксономический состав фитопланктона

4.1.2 Эколого-географическая характеристика фитопланктона

4.1.3 Сезонная и межгодовая динамика видового состава фитопланктона

4.2. Сезонная и межгодовая динамика численности и биомассы фитопланктона

4.3. Соотношение планктонных и бентосных диатомовых водорослей в дельтовых протоках реки Селенги

4.4. Оценка видового состава и уровня развития фитопланктона в различные периоды исследований Фитопланктон сора Черкалово

5.1 Таксономический состав и эколого-географическая характеристика фитопланктона

5.1.1 Таксономический состав фитопланктона

5.1.2 Эколого-географическая характеристика фитопланктона

5.2 Сезонная и межгодовая динамика численности и биомассы фитопланктона

5.3 Соотношение планктонных и бентосных диатомовых водорослей в соре Черкалово

Оценка качества воды дельты реки Селенги и сора Черкалово по сапробности водорослей

6.1. Оценка качества воды в протоках дельты реки Селенги

Глава VII.

Выводы Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экологические особенности развития фитопланктона дельтовых проток реки Селенги и сора Черкалово: оз. Байкал»

Актуальность исследований: Селенга — самая крупная река, впадающая в озеро Байкал. Она несет около половины водного потока в озеро и оказывает большое влияние на состав и динамику физических, химических и биологических показателей его состояния (Сороковикова и др., 1995). Дельта реки Селенги — это уникальный природный район с высоким естественным потенциалом и биологическим разнообразием. Он имеет огромное практическое и хозяйственное значение: осенью река Селенга является основным местом нереста омуля, мелкие водоемы дельты реки ценны как места гнездований птиц, большинство островов дельты — хорошие сенокосные угодья и пастбища, крупные протоки судоходны. Соры озера Байкал играют большую роль в повышении продуктивности прилегающих к ним районов озера, в вылове рыб, являются местами откорма, где подрастает скатывающаяся молодь генеративно-речных видов.

В связи с интенсивным хозяйственным освоением региона возникает. -необходимость проведения наблюдений за состоянием биологического разнообразия водной среды. Приоритетное значение отводится исследованиям . состояния фитопланктона как первичного звена трофической цепи, во многом • определяющего структуру и функционирование водной экосистемы в целом (Габышев, 1999). Водоросли играют исключительную роль в создании первичного органического вещества, являются гигантскими поставщиками кислорода в атмосферу, сильнейшими агентами самоочищения водоемов. Обладая высокой толерантностью к неблагоприятным факторам среды, характеризуются большим разнообразием видов, способны фиксировать незначительные изменения среды, выступая в качестве биологического индикатора. Поэтому знание особенностей видового состава водорослей планктона, основных закономерностей их количественного развития по сезонам и межгодовой динамики необходимо для понимания процессов, протекающих в водоеме.

Цели и задачи исследования: Целью настоящей работы является изучение особенностей состава и распределения фитопланктона в дельтовых протоках реки Селенги и сора Черкалово в современный период. Цель работы определила задачи исследования:

- определить видовой состав и доминирующий комплекс фитопланктона;

- выявить эколого-географическую структуру фитопланктона;

- описать сезонную и межгодовую динамику видового состава, численности и биомассы фитопланктона;

- оценить качество воды с использованием индикаторных организмов фитопланктона;

- провести сопоставление уровней развития фитопланктона в различные периоды;

- выявить основные факторы, обуславливающие развитие фитопланктона в исследуемых объектах.

Защищаемые положения:

1. Основу таксономического спектра фитопланктона дельтовых проток реки Селенги и сора Черкалово составляют зеленые, золотистые и диатомовые водоросли.

2. Основная роль в продукционном процессе принадлежит мелкоклеточным центрическим диатомовым водорослям.

3. Абиотические факторы среды влияют на формирование флоры и структуру альгоценозов планктона дельтовых проток р. Селенги. Научная новизна работы:

• Оценено современное состояние фитопланктона реки Селенги, ее дельтовых проток в начале нового тысячелетии (2002-2003 гг.).

• Составлен систематический список водорослей планктона реки Селенги и сора Черкалово, включающий в себя 255 видов и подвидов.

• По сравнению с концом 50-х годов видовое разнообразие увеличилось на 53%. Выявлены доминирующие виды и комплексы. Впервые проведен эколого-географический анализ обнаруженных видов.

• Установлены особенности сезонной и межгодовой динамики фитопланктона в маловодные годы.

• Расширены данные по подледному развитию фитопланктона дельтовых проток и сора Черкалово. Установлено, что в малых протоках численность и биомасса водорослей подо льдом значительно выше по сравнению с крупными водотоками дельты. Показано, что уровень развития фитопланктона реки Селенги, ее дельтовых проток в 2002-2003 гг. в среднем за вегетационный период в 7,5 раз выше по сравнению с 50-ми годами. Впервые определено соотношение планктонных и бентосных диатомовых водорослей в дельтовых протоках реки Селенги и соре Черкалово. ® Оценено качество воды в реке Селенге и соре Черкалово, с использованием индикаторных организмов по Пантле и Букку в модификации Сладечека, в соответствии с эколого-санитарной классификацией. Установлено, что воды реки Селенги, ее дельтовых проток и сора соответствуют классу удовлетворительно чистые (III класс)

Практическая значимость: Материалы исследования включены в отчет по плановым НИР института и по интеграционному проекту СО РАН «Комплексное исследование состояния и динамики развития экосистемы дельты реки Селенги, как естественного биофильтра и индикатора современного состояния в условиях интенсификации антропогенного загрязнения озера Байкал». Проведенные исследования дополняют и расширяют научные данные по фитопланктону дельты реки Селенги и сора Черкалово. Полученные результаты могут быть информационной и методической основой для экологического мониторинга реки Селенги. Сведения о таксономическом составе водорослей можно использовать при подготовке региональных определителей. Данные автора о составе, структуре, уровне развития и эколого-географических особенностях раскрывают роль фитопланктона в процессах формирования качества воды и биопродуктивности. Полученные нами данные можно использовать при построении моделей рационального природопользования и разработки экологических проектов, при подготовке спецкурсов по экологии водных экосистем, постановке практических работ по мониторингу на биологических факультетах университетов.

Публикации и личный вклад автора: Основные положения диссертации докладывались на российских и международных конференциях и совещаниях: Второй Международной конференции «Озерные экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация, качество воды», (Минск-Нарочь, 2003); Молодежный академический форум «Молодежь и наука Сибири» (Чита, 2003); Международной конференции «Научные основы сохранения водосборных бассейнов: междисциплинарные подходы к управлению природными ресурсами», (Улан-Удэ, 2004); IX школы диатомологов России и стран СНГ «Морфология, систематика, онтогенез, экология и биогеография диатомовых водорослей», (Борок,

2005); 10-й Пущинской школе - конференции молодых ученых, посвященной 50-летию Путинского научного центра РАН «Биология - паука XXI века», (Пущино,

2006); 12-й Пущинской школе — конференции молодых ученых «Биология — наука XXI века», (Пущино, 2008); Научной сессии молодых сотрудников ИПРЭК СО РАН (Чита, 2008); Молодежной научной конференции «Молодежь и наука Забайкалья» (Чита, 2008).

По теме диссертации опубликовано 12 работ.

Работа выполнена в Институте природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН в рамках плановых НИР СО РАН. Автор участвовал в отборе и анализе проб, в обработке и интерпретации полученных данных, подготовке публикаций и решении комплексных задач междисциплинарного характера, что отражено в совместных публикациях коллектива авторов.

Объем работы: Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации - 151 страница, в том числе, рисунков - 33, таблиц - 23, приложений - 8, библиографический список из 238 наименований.

Заключение диссертации по теме «Экология», Ташлыкова, Наталия Александровна

135 Выводы

1. В фитопланктоне реки Селенги и ее дельтовых протоках обнаружено 211 видов, разновидностей и форм, объединенных в 73 рода, 35 семейств, 18 порядков, 10 классов и 7 отделов. В составе фитопланктона сора Черкалово выявлено 169 видов, разновидностей и форм, относящихся к 78 родам, 36 семействам, 20 порядкам, 12 классам и 8 отделам. Ведущее положение в видовом разнообразии принадлежит зеленым, золотистым и диатомовым водорослям. К основным структурообразующим видам фитопланктона, участвующим в сложении количественных показателей относятся 18 форм. Состав доминирующего комплекса фитопланктона сора однотипен с дельтовыми протоками.

2. В экологичексом отношении альгофлора реки Селенги, ее дельтовых проток и сора Черкалово представлена преимущественно широко распространенными, планктонными и пресноводными видами. По отношению к кислотности среды в дельте преобладают индифферентные виды, в соре — алкалифильные.

3. Сезонная динамика численности и биомассы в реке Селенге, ее дельтовых протоках и соре Черкалово характеризуется тремя максимумами: весенним, летним и осенним. Весенний и осенний подъемы обусловлены диатомовыми водорослями (мелкоклеточным центрическим диатомеям). Летний — зелеными (хлорококковыми) водорослями. Лидирующее положение принадлежит мелкоклеточным центрическим диатомеям, обладающим высоким воспроизводительным потенциалом Выявлена обратная корреляция между расходами воды в реке и количественными показателями фитопланктона. Максимальная численность 50 млн кл/л и биомасса 37 г/м фитопланктона была зафиксирована в июне 2003 г. при самых низких расходах воды.

Видовой состав доминирующих видов в реке Селенге и ее дельтовых протоках, разделенных более чем сорокалетним промежутком времени не подвержен значительным изменениям и является стабильным. По сравнению с

50-ми годами средняя за вегетационный период численность и биомасса водорослей в 2002-2003 гг. возросла в 7,5 раз.

4. В 2002-2003 гг. в дельтовых протоках обнаружено 109 таксонов (в соре Черкалово - 100), являющихся показателями сапробности. В альгофлоре преобладают бета- (до 50%) и олиго- (до 30%) мезосапробные виды. Средний индекс сапробности в дельтовых протоках составил 1,91±0,01, в соре — 1,94±0,01 (П1 класс чистоты вод). Согласно методу Пантле и Букка в модификации Сладечека воды дельты и сора соответствуют бета-мезосапробной зоне загрязнения, классу удовлетворительно чистые (III класс чистоты).

5. Основными факторами, регулирующими развитие фитопланктона в реке Селенге, ее дельтовых протоках, соре Черкалово, являются гидрологические и гидрохимические, оказывающие соответствующее влияние в конкретные периоды времени на состав и количественные показатели отдельных систематических групп. Среди них наибольшее значение имеют расходы воды, скорость течения и большое содержание в воде взвешенных минеральных частиц, которые ограничивают развитие крупных синезеленых и диатомовых водорослей.

137

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Ташлыкова, Наталия Александровна, 2009 год

1. Авинская Е.В. Особенности развития и функционирования фитопланктона больших мелководных озер северо-запада (на примере озера Ильмень) / Е.В. Авинская//Автореф. канд. дис. Ленинград, 1983 -21 с.

2. Айнбунд М.М. Течения и внутренний водообмен в озере Байкал / М.М. Айнбунд. JL: Гидрометеоиздат, 1988. - С. 74-132.

3. Афанасьева A.JI. Планктонные диатомовые водоросли — индикаторы состояния рек бассейна Ладоги / А.Л. Афанасьева, O.A. Павлова, И.С. Трифонова // Биоиндикация в мониторинге пресноводных экосистем. — Спб.: ЛЕМА, 2007. С. 102-107.

4. Бабрик А.И. К экологической оценке качества вод устьевой области Дуная /

5. A.И. Бабрик, А.И. Сергиенко, А.П. Чернявская // Гидробиологический журн. 1981.-Т.17. —№ 2 —С. 117-121.

6. Баженова О.П. Структура фитопланктона и сапробность вод верхнего и среднего Иртыша / О.П. Баженова // Экология. 2007. - № 2. - С. 141-143.

7. Баринова С.С. Атлас водорослей индикаторов сапробности / С.С. Баринова, Л.А. Медведева. - Владивосток: Даль наука, 1996. - 364 с.

8. Баринова С.С. Методические аспекты анализа биологического разнообразия водорослей / С.С. Баринова // Водоросли-индикаторы в оценке качества окружающей среды. М.: ВНИИ природы, 2000. - С. 4-60.

9. Баринова С.С. Экологические и географические характеристики водорослей индикаторов / С.С. Баринова, Л.А. Медведева, О.В. Анисимова // Водоросли-индикаторы в оценке качества окружающей среды. — М.: ВНИИ, природы, 2000. С. 60-146.

10. Баринова С.С. Биоразнообразие водорослей-индикаторов окружающей среды / С.С. Баринова, Л.А. Медведева, О.В.Анисимова. Телль-Авив, 2006. -498 с.

11. Белянин В.Н. Энергетика фотосинтезирующей культуры микроводорослей /

12. B.Н. Белянин, Ф.Я. Сидько, А.П. Тренкешу. — Новосибирск: Наука, 1980. — 134 с.

13. Богданов В.Д. Экологическое состояние притоков Нижней Оби (реки Сыня Войкар, Собь) / В.Д. Богданов, E.H. Богданова, O.A. Госькова и др. — Екатеринбург, УраО РАН, 2002. С. 25-107.

14. Богоявленский Б.А. Динамика и прогноз природы дельты реки Селенги / Б.А. Богоявленский // Теории и методы прогноза изменений географической среды. Иркутск, 1973. - 250 с.

15. Богоявленский Б.А. Урочища дельты р. Селенги / Б.А. Богоявленский // Продуктивность Байкала и антропогенные изменения его природы. -Иркутск, 1974.-С. 5-16.

16. Бойков Т.Г. Редкие растения и фитоценозы Забайкалья / Т.Г. Бойков. -Новосибирск: Наука, Сиб. от-ние, 1999.-264 с.

17. Брагинский Л.П. Новая система биомониторинга водной среды в США / Л.П. Брагинский // Гидроб. жур. 1978. - Т. 14. - № 1. - С. 77-83.

18. Васильева И.И. Водоросли Вилюйского водохранилища / Н.И. Васильева, П.А. Ремигайло. Якутия: Якут. Фил. СО АН СССР, 1982. - 116 с.17.