4 водоёма стало одной из составляющей её частей. Исследования планктонных




Дата канвертавання16.04.2016
Памер132.53 Kb.
Введение

3 ВВЕДЕНИЕ


Актуальность работы. В условиях возрастающей антропогенной нагрузки остро возникает необходимость в разработке методов, позволяющих следить за изменениями трофического статуса водоёмов. В этом плане сообщество зоопланктона озера Ханка не составляет исключение.
В системе трофики озера Ханка немаловажное значение имеет понимание биологического разнообразия организмов, образующих сообщество планктонных животных, динамики изменения их численности в межгодовом и межсезонном аспектах, связанных с фенологией водоёма, образованием агрегаций и их устойчивости.
Исследования зоопланктона оз. Ханка начались с 1927 г., когда в бассейне водоёма работала Дальневосточная гидрофаунистическая экспедиция Зоологического музея (Рылов, 1933). С 1931 по 1937 гг. на озере проводили исследования Ханкайская экспедиция ТИРХ и ДВФАН (Булдовский, 1932; 1934), в 30-х годах японские учёные (Ueno, 1940), в 1945-1949 гг. Амурская ихтиологическая экспедиция (Боруцкий, 1952) и в 1970-1974 г.г. (Марковцев, 1979а; 19796) ихтиологическая экспедиция ДВГУ. Однако работы носили фрагментарный характер и представления о сообществе планктонных животных, а тем более о роли его в экосистеме водоёма, оставались неясными. Между тем, результативный подход к хозяйственному использованию озера Ханка требует понимания продукционных характеристик всех трофических уровней водоёма на основе проведения мониторинговых работ по всей его акватории.
Министерство рыбного хозяйства СССР в 1990 году поставило перед ТИНРО задачу по развертыванию исследований на озере Ханка с целью разработки мероприятий по восстановлению рыбохозяйственного значения этого водоёма. В рамках лаборатории "Внутренних водоёмов" ТИНРО была разработана и с 1990 года начала действовать программа мониторинговых круглогодичных работ по исследованию экосистемы озера Ханка. Изучение зоопланктона
4 водоёма стало одной из составляющей её частей. Исследования планктонных
животных озера имеют как самостоятельное значение, так и в целом для понимания экосистемных связей водной биоты.
Материалом для настоящей работы послужили комплексные мониторинговые съёмки в период с 1990 по 2002 г.г., во время которых собирались пробы зоопланктона.
Цели и задачи работы. Цель работы - исследование биологического разнообразия, структуры сообщества планктонных животных, роли отдельных таксонов в формировании вторичной продукции озера и потенциальной кормовой базы для рыб-планктофагов.
На основании цели исследования сформировались следующие задачи:
1. Определить видовой состав сообщества зоопланктона в озере.
2. Исследовать пространственное распределение зоопланктона в водоёме в сезонном и межгодовом аспектах.
3. Исследовать закономерности динамики численности и биомассы зоопланктона в сезонном и межгодовом аспектах.
4. Определить величину продукции зоопланктона.
Научная новизна. Определён видовой состав зоопланктона оз. Ханка. Некоторые виды (Pleuroxus denticulatus, P. hamatus, P. similis, Moina weismanni, Mesocyclops dissimilis) впервые обнаружены не только в Приморском крае, но и в России. Исследован жизненный цикл массовых видов планктонных животных в озере. Получены сезонные и среднемноголетние данные по динамике численности и биомассы зоопланктона Ханки. Выделены зоны с различной концентрацией планктонных животных в водоёме. Рассчитана продукция массовых видов зоопланктона оз. Ханка.
Защищаемые положения. 1. Оригинальность и устойчивость видового состава сообщества зоопланктона озера Ханка.
2. Особенности и закономерности функционирования сообщества зоопланктона озера Ханка.
5
3. Основа формирования продуктивности зоопланктона озера Ханка доминирующими видами сообщества планктонных животных.
Практическое значение. Данные по видовому составу, численности, биомассе и продукции сообщества зоопланктона позволят подойти к модельным расчётам потенциальной рыбопродуктивности, определить резервную экологическую ёмкость водоёма для зарыбления (интродукции и акклиматизации) его молодью ресурсообразующих видов рыб с целью повышения рыбопродуктивности озера. Оз. Ханка, благодаря многолетнему гидробиологическому мониторингу, может служить модельным водоёмом при анализе процессов происходящих на прочих водоёмах Приморского края.
Апробация. Материалы, вошедшие в диссертацию, докладывались на конференциях молодых учёных ТИНРО-центра (Владивосток, 1993; 1995; 1997; 2001; 2002), а также на международной научно-практической конференции, посвященной проблеме сохранения водно-болотных угодий международного значения (Спасск-Дальний, 1995), на III региональной конференции по актуальным проблемам экологии, морской биологии и биотехнологии студентов, аспирантов и молодых ученых Дальнего Востока России (Владивосток, 2000), на совещании, посвященном проблемам охраны и рационального использования биологических ресурсов водоёмов Узбекистана (Ташкент, 2001), на чтениях, посвященные памяти В.Я. Леванидова (Владивосток, 2001), на международной конференции, посвященной экологическим проблемам бассейнов крупных рек (Тольятти, 2003).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ.
Структура и объём работ. Диссертация состоит из введения, шести глав, расширенных выводов и списка литературы. Содержит 215 страниц, 146 рисунков, 12 таблиц. Список цитируемой литературы насчитывает 159 работ, из них 9 на иностранных языках.
Благодарности. Автор искренне признателен сотрудникам Континентальной научно-исследовательской станции ТИНРО-центра (Континентальной НИС ТИНРО-центра, с. Камень-Рыболов) в разные годы принимавших участие в
6
техническом обеспечении и сборах зоопланктона Н.А. Черныху, Г.Н. Бондарю, Г.Н. Груздеву, С.Ф. Клешнёву, Ю.А. Климину, А.В. Костенко, И.Г. Охрименко, СП. Савченко, М.П. Семёнову, К.П. Сотнику, В.А. Удовикину, а также научному сотруднику В.И. Таразанову (ТИНРО-центр, г. Владивосток), ведущему инженеру Б.И. Иванову (ТИНРО-центр), старшине мотобота Ханкайского рыбокомбината М.П. Бурому, командиру катера Ханкайского дивизиона гидрографии В.В. Шатрову. Особую благодарность автор выражает своим научным руководителям к.б.н. В.Г. Свирскому (ТИНРО-центр) и д.б.н. М.Б. Ивановой (ЗИН РАН, г. Санкт-Петербург), а также заведующему лабораторией "Ресурсов континентальных водоёмов и рыб эстуарных систем" В.А. Назарову (ТИНРО-центр), к.б.н. Б.П. Кожевникову (ДВГТРУ, г. Владивосток) за всестороннюю помощь на разных этапах работы и к.б.н. В.И. Чучукало (ТИНРО-центр) и д.б.н. Т.М. Тиуновой (БПИ ДВО РАН, г. Владивосток) за ценные советы и замечания сделанные ими по диссертации. Автор также выражает глубокую благодарность д.б.н. В.Р. Алексееву (ЗИН РАН), д.б.н. Л.А. Кутиковой (ЗИН РАН), к.б.н. Л.А. Степановой (ЗИН РАН), д.б.н. Т.М. Тиуновой за помощь в определении отдельных таксономических групп животных, обнаруженных в планктонных сборах.
Работа выполнена в лаборатории "Ресурсов континентальных водоёмов и рыб эстуарных систем" Федерального государственного унитарного предприятия "Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр" (ФГУП "ТИНРО-центр").
Глава 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА
РАБОТ
Озеро Ханка расположено в центральной части Приморского края на границе между Россией и Китаем. Оно окружено Ханкайской равниной, доходящей на севере до места впадения р. Мулинхэ в р. Уссури, ограниченную с юга Хорольским мелкогорьем, с востока подножьем хребта Синего из системы Си-хотэ-Алиня, а с запада хребтом Пограничным из системы Восточно-Маньчжурских гор (Васьковский, 1978; История..., 1990).
Озеро вытянуто в меридиональном направлении. Его площадь составляет 4070 км2, наибольшая глубина 6,5 м, протяжённость береговой линии — 309 км, средняя абсолютная высота над уровнем моря - 69 м. Наибольшая длина озера 90 км, ширина - 70 км.
Водоём имеет овальную форму со слаборасчленённой береговой линией, лишь на юге и западе выделяются несколько заливов: Девичанский, Рыбачий, Астраханский и Платоновский. Островов два, из них самый большой - Сосновый. Из рек, впадающих в озеро, наиболее значительны Большие Усачи, Ко-миссаровка, Мельгуновка, Илистая, Спасовка и Гнилая. Сток воды из Ханки осуществляется по р. Сунгаче.
Берега озера большей частью низкие, аккумулятивно-фитогенного типа, где в пределах прибрежных мелководий существует полоса высшей водной растительности, имеющей разную ширину. Основу плавней составляют тростник (род Phragmites), рогоз (род Typha). В западной части озера берега абразивного типа, с участками аккумулятивно-фитогенного типа. Северный берег Ханки, по нашим наблюдениям, аккумулятивного типа, высшая водная растительность развита слабо и встречается ближе к российско-китайской границе. Отсутствие плавней вызвано частыми штормами в безлёдный период из-за ветров южных направлений.
8 Донные отложения в озере формируются за счёт обломочного материала,
приносимого реками, из-за размыва береговых коренных пород и эолового переноса. Основу грунтов составляют пески различных фракций, зачастую с включениями ила и глины. В заливах, особенно в районе устьев рек, в состав грунтов входит подушка из остатков высшей водной растительности.
Площадь водосбора 17,5 тыс. км2, из которых около 97% расположено на территории России. Среднегодовой объём поступлений воды в озеро около 1,72 км3, что составляет 46%, остальные 54% приходятся на долю атмосферных осадков. Основная часть притока приходится на реки Илистую (0,78 км3), Ко-миссаровку (0,34 км3), Мельгуновку (0,32 км3) и Спасовку (0,21 км3). Сток по р. Сунгаче составляет 44% при среднем расходе 51,1 м3/с. На долю испарений с поверхности озера приходится 56% (Васьковский, 1978; История..., 1990).
Озёра в пределах Ханкайской котловины, образовавшейся в результате синклинального прогиба, существовали уже в кайнозое (Южная часть Дальнего Востока, 1969; Линдберг, 1972; История..., 1990). Они возникали в результате накопления аллювия в речных долинах. Благодаря данному процессу образовывались "аллювиальные долины". Наиболее интенсивно накопление речных осадков шло на участке слияния рек Мулинхэ и Уссури, в районе между городами Лесозаводском и Дальнереченском, где уже в нижнем плейстоцене возникла крупная аллювиальная дельта. Наиболее значителен темп аккумуляции в котловине оз. Ханка был до тех пор, пока в него впадала р. Раздольная (по долине р. Абрамовки). После перестройки речной сети р. Раздольной, из-за чего она стала впадать в Амурский залив Японского моря, скорость накопления осадков резко сократилась.
Площадь водоёма, образовавшегося в Ханкайско-Уссурийской долине, постоянно изменялась: уменьшалась в эпохи потеплений и повышалась в эпохи похолоданий, достигая границ близких к низкой озёрной террасе (История..., 1990). Г.У. Линдберг (1972) связывает колебания уровня озера с изменением уровня океана. Однако осолонённые воды не проникали в водоём, из-за узкой долины р. Уссури, по которой происходил сток. Следовательно, озеро было
9
всегда пресноводным, что подтверждается анализом накопившихся отложений
и фиксированными в них представителями флоры и фауны. Но всё же какая-то часть морских вод могла проникать в пределы Ханкайской низменности. Об этом говорят единичные находки морских и солоноватоводных диатомей в глинах на глубине 9,5 м, а также косвенное подтверждение связи - наличие в озере реликтов морского происхождения, таких как креветки родов Leander, Palaemon и Palaemonetes.
Уровень оз. Ханка зависит от условий седиментации на "аллювиальных плотинах" в местах слияния р. Мулинхэ и Уссури и в долине р. Сунгачи (История..., 1990). В течение четвертичного времени он колебался в пределах 6-12 м, иногда, возможно, оно исчезало совсем. Озеро в современных границах существует последние 3 тысячи лет и в настоящий момент находится в состоянии трансгрессии. Следует заметить, что в целом уровенный режим водоёма определяется многолетними колебаниями количества атмосферных осадков, а также положением порога стока в истоке р. Сунгачи (Стоценко, Черненко, 1958; Южная часть Дальнего Востока, 1969), высота которого была в последние годы искусственно снижена. Однако если учитывать 90-летний цикл водности р. Амур, который находится в настоящий период на ветви спада, то существенного повышения уровня воды в озере Ханка до 2010 года ожидать не следует (Глубоков, 1995). Средний объём Ханки за время наблюдений с 1912 года составлял около 18,5 км3 при среднем уровне 285 см (Васьковский, 1978; Глубоков, 1995).
Озеро Ханка крупный, мелководный водоём. Динамику вод в нем определяет, главным образом, ветровое перемешивание. Благодаря наличию, либо отсутствию данного воздействия, можно выделить два основных периода. Первый, с середины ноября до середины апреля, когда озеро покрыто льдом, и второй - безлёдный. Во время первого периода перемешивание воды и перенос планктона зависит целиком от местных течений. Прозрачность увеличивается с 0,25 м в ноябре до 0,7 м и более в апреле. Сразу же после таяния и схода льда сильными ветрами водные массы перемешиваются, поднимая со дна осадок.
10 Прозрачность резко падает и в течение лета изменяется от 0,15 до 0,35 м, чаще
всего не превышая 0,2 м. В открытых заливах (Платоновском, Астраханском и Девичанском) она имеет практически такие же параметры, а в закрытых заливах (Рыбачьем), бухтах (Тихой), озёрах придаточной системы и нижних частях рек, впадающих в Ханку - колеблется от 0,5 до 1,2 м и более (Барабанщиков, Кожевников, 1998). Высокая мутность Ханки связана с большим содержанием взвешенного вещества от 11,8 до 154 мг/л, которое, о чём уже упоминалось выше, поднимается со дна озера во время волнения и соответствует классу "сильно загрязнённая" (Апонасенко и др., 1997; Апонасенко и др., 2000). Наиболее высока мутность в северной части российской акватории водоёма в приграничной полосе. Это связано с особенностями процессов переноса вещества в озере и строением его ложа (Васьковский, 1978; Ащепкова, Проценко, 1991). На большей части акватории водоёма содержание взвешенного вещества составляет 45-65 мг/л. Величина частиц, из которых состоит взвесь в воде озера, колеблется от 0,5 до 1,65 мкм. Общая площадь дисперсной пограничной поверхности этих частиц в разные сезоны года довольно сильно варьирует: зимой она доходит до 28, а в летний период - в среднем до 120-140 м2, а по максимуму до 376 м2 в 1 м3 (Апонасенко и др., 1997; Апонасенко и др., 2000). Наличие подобной взвеси в водоёме очень важно для всей экосистемы, т.к. во-первых, показывает, насколько велика в лёссовых системах поверхность раздела "взвесь-вода", а во-вторых, она позволяет увеличивать площадь соприкосновения разных сред, на которых абсорбируется органика и оседают различные организмы. Образовавшиеся конгломераты служат для самоочистки водоёма. Подобные "бутерброды", состоящие из минерального вещества, абсорбированного на частицах органического вещества и покрытые бактериальной плёнкой, не только участвуют в процессах самоочистки вод озера, но и сами являются пищей для планктонных животных, т.е. могут рассматриваться как дополнительное звено в пищевой цепи (Остапеня и др., 1968; Остапеня, 1988; Апонасенко, 2002).
11
По химическому потреблению кислорода вода на большей части акватории Ханки относится к классу "чистая", хотя распределение данного показателя характеризуются значительной пятнистостью. Содержание хлорофилла "а" в озере находится в пределах 1,0-15,5 мкг/л, составляя в среднем от 4 до 10 мкг/л, что соответствует биомассе фитопланктона 0,27-0,7 мг/л (Апонасенко и др., 1997; Апонасенко и др., 2000).
В нижних частях рек количественные показатели по взвешенным частицам и растворённому органическому веществу в несколько раз меньше, чем в самом озере, а по химическому потреблению кислорода и содержанию хлорофилла "а", примерно такие же или несколько выше (Апонасенко и др., 1997; Апонасенко и др., 2000).
Зимой термический режим Ханки мало отличается по своим показателям от других озёр умеренной зоны (у дна теплее, чем у поверхности). Прогревание водоёма до 4 °С происходит во второй декаде апреля. После полного разрушения ледового покрова температура воды в Ханке постепенно растёт и достигает максимума в первой декаде августа, когда её среднемноголетние значения колеблются около 24 °С. Переход через максимум плотности воды (при 4 °С) происходит к концу октября. Если весной в безлёдный период вода в озере холоднее воздуха, то летом их значения выравниваются и разница между ними небольшая. Осенью наблюдается обратная картина: температура воды в Ханке выше температуры воздуха. Эта разница продолжает существовать до полного выхолаживания водоёма и становления на нём льда. В безлёдный период, благодаря мелководности водоёма и сильному ветровому перемешиванию, температура воды в озере близка к гомотермии. При небольшом волнении до 1 балла у дна вода на 1-2 °С холоднее, чем у поверхности. Во время штиля разница между поверхностным и придонным слоем возрастает до 3 °С и более. В тихую погоду может образовываться на глубоких местах временный слой температурного скачка, который быстро разрушается при усилении ветра (Васьковский, 1978; Барабанщиков, Кожевников, 1998).
12 Показатель рН среды колеблется в течение года от 6,5 до 8,5. Содержание
кислорода в воде обычно близко к полному насыщению. Интересная особенность, связанная с кислородным режимом водоёма, наблюдается зимой. В это время озеро покрыто льдом, который перед началом разрушения в марте достигает в среднем 0,7-1,2 м. Однако, в некоторых местах, благодаря действию родников и тока воды в устьях рек, толщина ледового слоя может не превышать 0,2 м. Снежный покров в течение зимы, если не успевает слежаться, сильными ветрами северного и северо-западного направления сносится в южную и восточную части Ханки. Большая часть льда на акватории водоёма остаётся без снега либо со снежным покровом незначительной толщины. По этой причине, из-за высокой прозрачности ледового покрова, зимой в озере не прекращается массовое развитие фитопланктона, который выделяет достаточно кислорода для насыщения воды. Заморные явления иногда отмечаются лишь в южной части Ханки, да и то по заливам, где из-за большого количества снега не всегда наблюдается "цветение" планктонных водорослей (Барабанщиков, Кожевников, 1998).
Направление течений в озере существенно зависят от силы и направления ветров. На основании построения моделей, расчётов и непосредственных измерений и наблюдений, выделено несколько взаимодополняющих друг друга схем течений в Ханке, но которые сходятся в том, что имеется генеральное течение (течения), совпадающее с направлением ветра и компенсаторное, противоположное ему, вдольбереговое (Васьковский, 1978; Ащепкова, Проценко, 1991; Барабанщиков, 19976; Таразанов, 2001). Попадающее в озеро со стоками рек органическое вещество (Долговременная программа..., 1993) благодаря этим течениям распределяется по всему водоёму. По данным Госкомгидромета СССР, таким образом в Ханку сносилось до 37 т минерального и 288 т органического фосфора, а также около 70 т фосфора из минеральных удобрений, вносимых в почву на водосборе, что в общем составляло около 0,1 г Р/м2 в год (Ащепкова, Проценко, 1991). Ханка по содержанию фосфорной нагрузки относится к классу мезотрофных водоёмов (Ащепкова, Проценко, 1991). Основное
13
количество биогенов, в т.ч. и фосфорсодержащих, поступают в озеро с российской части водосбора через р. Спасовку, со стороны села Камень-Рыболов и Платоновского залива (Долговременная программа..., 1993). Местами отмечается превышение ПДК в 3-5 и более раз. Этими же путями проникают в Ханку ртутьсодержащие соединения, которые по пищевой цепи накапливаются в рыбе и других животных. Превышение ПДК по соединениям ртути в тканях крупных рыб в озере составляет до 2 и более раз (Лучшева и др., 2000).
14 Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материал
В основу работы положены материалы, собранные с 1990 по 2002 гг. (табл.1). Сетка станций, где отбирались пробы, покрывала равномерно всю акваторию озера и заливы (рис.1, рис.2). Единичные станции располагались в нижних частях некоторых рек и каналов.
С 1990 по 1992 гг. пробы собирались ежемесячно во время безлёдного периода с мая по ноябрь, а с 1993 по 1996 — в течение всего года. Зимой съёмки выполнялись 1-2 раза. В 1997 году работы на озере сократились. Количество съёмок с 1997 по 2002 гг. составляло 2-3 ежегодно.
Для более полного изучения различных характеристик зоопланктона были проведены дополнительные исследования на отдельных участках водоёма: в июне-июле 1993 года - по 2 съёмки на 11 станциях в районе о. Соснового и на 12 станциях в районе устья р. Спасовки до и после нереста верхогляда (Chanodichthys erythropterus); в феврале 1995 г. - придонные пробы на 9 прибрежных и центральных станциях; в июне 1995 г. — 4 съёмки на 11-12 станциях второго разреза в период максимума биомассы планктонных животных; в апреле-мае 1996 г. - в районе 1-3-го Ериков две съёмки на трёх полигонах по 11 станций, из которых по 9 располагались в зарослях макрофитов, а по 2 - вне их; в июле 1994 г. - 12 станций на китайской акватории Ханки. С 2001 года силами Континентальной НИС ТИНРО-центра на ст. 10 начаты круглогодичные сборы планктона от 1 до 4 раз в месяц, в зависимости от сезона.
15
Таблица 1
Количество собранного материала
Годы Месяцы Итого
I II III IV V VI VII VIII IX X XI
1990 - - - - - 15 24 31 33 - - 103
1991 - - - - 10 42 82 69 82 - 8 293
1992 - - - - 46 33 66 53 62 66 8 334
1993 - - 34 - 38 30 68 47 44 53 29 343
1994 20 - 23 - 13 17 35 28 - 45 - 181
1995 - 22 - - 23 46 - 46 - 48 - 185
1996 - 19 3 4 67 12 47 32 - 46 - 230
1997 - - - - - 31 - 58 - 19 - 108
1998 - - - - - - - 43 - 44 - 87
1999 - - - - - - - 46 - 41 - 87
2000 - - - - - - - 43 - 47 - 90
2001 1 1 1 1 2 4 3 51 2 48 - 114
2002 - 1 1 - 14 15 2 50 7 40 1 131
Всего 21 43 63 5 213 245 327 597 230 497 46 2286
16
Рис. 1. Схема расположения гидробиологических станций на российской акватории оз. Ханка (значком "х" обозначены места взятия проб, цифрами и буквами - номера станций)
17
Рис. 2. Схема расположения гидробиологических станций на китайской акватории оз. Ханка (значком "*" обозначены
места взятия проб, цифрами и буквами - номера станций)

Список литературы


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка