Иванова, Вера Ивановна. Экологическое состояние и генезис биоты гипергалинных водоемов Калмыкии

Короткий опис

Иванова, Вера Ивановна. Экологическое состояние и генезис биоты гипергалинных водоемов Калмыкии : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.02.08 / Иванова Вера Ивановна; [Место защиты: Сарат. гос. ун-т им. Н.Г. Чернышевского].- Элиста, 2013.- 155 с.: ил. РГБ ОД, 61 13-3/619

КАЛМЫЦКИЙ ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО НАУЧНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВСЕРОССИЙСКОГО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ИНСТИТУТА ГИДРОТЕХНИКИ И МЕЛИОРАЦИИ ИМЕНИ А.Н. КОСТИКОВА РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ
На правах рукописи
04201358234

ИВАНОВА ВЕРА ИВАНОВНА
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ И ГЕНЕЗИС БИОТЫ ГИПЕРГАЛИННЫХ ВОДОЕМОВ КАЛМЫКИИ
03.02.08 - экология (биология)
Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Бакташева Н.М.
Элиста - 2013
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ^
Г лава 1. Особенности экосистем гипергалинных водоемов Калмыкии 7
1.1. Характеристика гипергалинных водоемов Калмыкии 7
1.2. Растительный покров прибрежной зоны соленых озер 15
1.3. Основные группы организмов соленых водоемов 17
Глава 2. Материал и методы исследований 29
2.1. Методы определения химического состава воды и почвы 29
2.2. Материал и методы исследований прибрежно-водной растительности, фитопланктона и зоопланктона 34
Г лава 3. Природно-климатические условия района исследований 40
3.1. Метеорологические условия лет исследований 40
3.2. Характеристика почвенного покрова 46
3.3. Физико-химический анализ соленых водоемов 54
Глава 4. Характеристика гипергалинных озер РК 57
4.1. Особенности гидрохимического состава водоемов 57
4.2. Прибрежная растительность гипергалинных озер 53
4.3. Гидробиологический состав водоемов 70
Глава 5. Влияние факторов среды на генезис, динамику численности и ^ ^ продуктивность биоты в условиях Калмыкии
5.1. Закономерности развития популяций рачка в гипергалинных
озерах 81
5.2. Оценка состояния кормовой базы рачка A. salina L.
в гипергалинных озерах 95
5.3. Влияние минерализации воды на продукционные характеристи¬ки артемий в экспериментальных исследованиях ^2
5.4. Экологическая оценка артемий в экосистеме соленых водоемов ^
Выводы ' і j 5
Список литературы ] 17
Приложения 142
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Гипергалинные водоемы на территории Республики Калмыкия (РК) сформировались в условиях резко континенталь¬ного засушливого климата, незначительных осадков в весенне-летний пери¬од, интенсивных суховеев и высокой суммы активных температур. Это ре¬ликтовые озера, происхождение которых связано со сменой морского и реч¬ного режима во время хвалынской трансгрессии. В биоте этих водоемов единственным представителем фауны является галофильный рачок Artemia salina L., а представителями альгофлоры - Dunaliella salina, Nitzschia, Navi- cula, Surirella и др., которые обладают высокой пластичностью и солетоле- рантностью. Их уникальность проявляется в высокой адаптации к неблаго¬приятным факторам среды, тогда как другие организмы в подобных условиях не могут существовать. Они играют важную роль в формировании органиче¬ских веществ лечебных илово-сульфидных грязей, обладающих высоким те¬рапевтическим эффектом.
Растительный покров на прилегающей к озерам территории отличается характерной для области сухих степей бедностью флористического состава, преобладанием полукустарничков (полыней), засухоустойчивых и солевы¬носливых растений. Большими массивами расположены солончаковополын¬ные, солончаковополынно-злаковые, солончаковополынно-однолетниковые травостои на лугово-каштановых и луговых солончаковых почвах и луговых солонцах. Пырейные и ситниковые травостои на этих же почвах приурочены к понижениям в районе озер и лиманов.
В современных условиях, в связи с увеличением площади солончаков и распространением соленых озер, которые недостаточно изучены, необходи¬мы комплексные исследования биоты гипергалинных водоемов и прилегаю¬щих к ним ландшафтов, включающие мониторинг водных объектов, прове¬дение полевых исследований и лабораторных опытов. Исследования в этих направлениях имеют не только практическое значение, но и большой теоре¬тический интерес.
Цель и задачи исследования. Основной целью работы являлись оценка современного состояния биоты гипергалинных водоемов Калмыкии и выяв¬ление генезиса ее формирования. Для достижения поставленной цели реша¬лись следующие задачи:
- изучить гидрологические особенности гипергалинных водоемов РК;
- провести исследования флористических комплексов на прилегающих территориях соленых водоемов;
- определить видовой и количественный состав микроводорослей;
- изучить сезонную изменчивость популяций рачка A. salina L.
Научная новизна. На территории РК впервые изучены биологические
особенности гидробионтов в различных условиях, дана оценка состояния ре¬сурсов гипергалинных водоемов. Определена структура и состав флоры на территории водоемов, отмечены морфологические особенности микроводо¬рослей. Выявлены особенности сезонной динамики экологической структуры
A. salina L. Впервые показано определяющее влияние абиотических факторов (температура, осадки, уровень минерализации и т.д.) на формирование биоты гипергалинных водоемов.
Научно-практическая значимость. Полученные данные вносят вклад в изучение биоты гипергалинных водоемов РК. Они могут быть использованы для теоретического исследования флоры и фауны соленых водоемов. Уста¬новлены закономерности развития и продукционные характеристики попу¬ляции рачка A. salina L. Результаты исследований представляют собой оцен¬ку состояния запасов цист для определения общих допустимых уловов (ОДУ) и разработки перспектив рационального использования соленых водоемов РК. Полученные результаты существенно дополняют представления об эко¬логическом состоянии и составе биоты оз. Б. Яшалтинское и Джама.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на: II Международной научной конференции «Биотехнология - охране окружаю¬щей среды» (Москва, 2004 г.); III Международной заочной научной конфе¬ренции «Проблемы сохранения и рационального использования биоразнооб¬разия Прикаспия и сопредельных регионов» (Элиста, 2005 г.); II Междуна¬родном Конгрессе по восстановительной медицине и реабилитации «Восста¬новительная медицина и реабилитация (Москва, 2005 г.); IX школы диатомо- логов России и стран СНГ «Морфология, систематика, онтогенез, экология и биогеография диатомовых водорослей» (Борок, 2005 г.); Научной конферен¬ции «Водные экосистемы и организмы - 7» (Москва, 2006 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Водные ресурсы и водопользование в бассейнах рек Западного Каспия: перспективы использования, решение про¬блемы дефицита, мониторинг, предотвращение негативного воздействия» (Элиста, 2008 г.); Международной научно-практической конференции «Ме¬лиорация и водное хозяйство XXI века» (Горки, 2009 г.); VI Международной научно-практической конференции «Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов» (Эли¬ста, 2009 г.); Научно-практической конференции I-ых Международных Бек¬керовских чтениях (Волгоград, 2010 г.); Межрегиональной научно- практической конференции «Водные ресурсы и водопользование в бассейнах рек Западного Каспия: перспективы использования, решение проблемы де¬фицита, мониторинг, предотвращение негативного воздействия» (Махачкала, 2011 г.); Научно-практической конференции «Современное состояние и пер¬спективы развития мелиоративного, лесомелиоративного и водохозяйствен¬ного комплексов юга России (Шумаковские чтения)» (Новочеркасск, 2012 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, из которых 3 в печатных изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК РФ.
Личный вклад автора. Автор лично провел полевые и лабораторные ис-следования, осуществил сбор материала, провел морфометрические и стати-стические исследования. Обработка полученных данных, их интерпретация, оформление проведены автором самостоятельно. Доля участия автора в со¬вместных публикациях составила 70-90 %.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 142 страни¬цах, содержит 18 таблиц, 30 рисунков и 6 приложений. Состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, включающего 245 источников, в том числе 37 иностранных.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Нестабильный гидрологический режим гипергалинных водоемов РК обусловливает значительные сезонные изменения минерализации озерной рапы, колеблющиеся в зависимости от количества осадков, испаряемости и подачи пресной воды.
2. Состав, динамика численности и генезис биоты подвержены флуктуации, зависящей от совокупного действия экологических факторов среды.
3. Биотические факторы формирования кормовой базы рачка
A. salina L. определяются видовым составом фитопланктона в экстремальных условиях соленых озер Калмыкии.

Список літератури

выводы
1. За период исследований 2002-2010 гг. диапазон минерализации воды в оз. Б. Яшалтинское составлял 78-441 г/л, в оз. Джама - 148-426 г/л в зави¬симости от количества осадков, испаряемости и подачи пресной воды, при этом наименьшая концентрация солей наблюдалась в весенний период, наи¬большая - в конце лета.
2. Первичное засоление субстрата и высокая минерализация воды при-водит к формированию параллельного экологического ряда почв и расти¬тельности, проявляющегося пятнами и полосами индикаторных галофильных видов растений на солончаках и солонцах.
3. Повышенное содержание солей в водоемах обусловило своеобразие видового состава водорослей. Обнаружено 25 видов, из которых 24 - пред¬ставители диатомовых (род Nitzschia - 8; род Navicula - 3; род Surirella - 2, остальные 11 представлены одним видом каждый) и 1 - зеленых водорослей (Dunaliella salina Teod.).
4. В озерах отмечено развитие двух-трех генераций рачка A. salina L. Средняя численность разновозрастного рачка за вегетационный период в оз. Б. Яшалтинское - 23,07-61,14 тыс. экз./м3, в оз. Джама - 10,05- 23,15 тыс. экз./м3.
5. Морфометрические параметры находятся в определенной корреля-ционной зависимости друг от друга. Между минерализацией воды и средней длиной тела рачков в оз. Б. Яшалтинское выявлена положительная взаимо¬связь средней силы г=0,64 (У=7,8879+0,0109-Х), в оз. Джама - г=0,65 (У=7,9389+0,0089-Х).
6. Средняя плодовитость самок в оз. Б. Яшалтинское находилась в пре-делах 46,0-91,5 экз. яиц, в оз. Джама более низкая - 9,0-45,2 экз. яиц. Диа¬метр цист в среднем составлял 0,300-0,345+0,04 мм.
7. Биомасса артемий (57,7-91,8 г/м3) в гипергалинных озерах РК зави¬сит от минерализации воды (78,2-148,2 г/л) и численности фитопланктона
(8,8-14,1 млн. кл./л). Оптимальная соленость для биомассы артемий находит¬ся в пределах от 80 до 200 г/л.
8. Общий запас цист рачка A. salina L. за годы исследований в
оз. Б. Яшалтинское варьировал от 45,2 до 84,0 т, в оз. Джама - от 7,3 до 15,2 т. Прогнозируемый объем допустимых уловов цист артемий в гипергалинных озерах находится в пределах от 3,0 до 40 т, при 40% изъятии квоты.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Агроклиматические ресурсы Калмыцкой АССР. - Л.: Гидрометеоиздат,
1974. - 187 с.
2. Агрометеорологические бюллетени Калмыцкого центра гидрометеороло¬гии и мониторинга природной среды. - Элиста, 1984-2004 гг.
3. Абушинова, Н.Н. Бальнеотерапевтические свойства грязевого месторож¬дения «Большое Яшалтинское озеро» Республики Калмыкия / Н.Н. Абу¬шинова // Материалы научно-практ. конф. «Социально-экономические преобразования в Прикаспийском регионе: поиск оптимальной модели ус¬тойчивого развития». - Элиста, 2002. - С. 68-71.
4. Абушинова, Н.Н. Экология и геологическая история формирования ле¬чебных грязей озер Кумо-Манычской впадины, перспективы их использо¬вания / Н.Н. Абушинова, В.А. Лазарева, В.И. Бамбеева, В.К. Фролков, Г.Е. Самонина // Геоэкология. - № 6. - Москва, 2005. - С. 360-364.
5. Абушинова, Н.Н. Состояние рекреационного потенциала Республики Калмыкия / Н.Н. Абушинова, О.Н. Шарапова // К единству России: аспек¬ты регионального и национального взаимодействия. Материалы регио¬нальной научно-практической конференции с международным участием. - Элиста: ЗАОр «Ні 111» «Джангар», 2009. - С. 508.
6. Адьяев, С.Б. Общая характеристика обеспеченности поверхностными во¬дами / С.Б. Адьяев, Б.Н. Улюмджиев, С.В. Ширшов, В.Б. Доржинова // Комплексное использование водных ресурсов Республики Калмыкия / Сост. и ред. С.Б. Адьяева, Э.Б. Дедовой, М.А. Сазанова. - Элиста:ЗАОр «НЛП «Джангар», 2006. - С. 18.
7. Алекин, О.А. Основы гидрохимии / О.А. Алекин / - Л.: Гидрометоеиздат, 1970.-44 с.
8. Алексеев, В.Р. Определитель пресноводных беспозвоночных России и со¬предельных территорий / В. Р. Алексеев // Ракообразные. - СПб., 1995. - Том 2.
9. Алексеев, В.Р. Определитель зоопланктона и зообентоса пресных вод Ев¬ропейской России / В.Р. Алексеев, С.Я. Цалохин // Зоопланктон. - М.: То¬варищество научных изданий КМК, 2010. - Том 1. - 495 с.
10. Алексеевский, Н.И. Гидрофизика: учебник для ВУЗов / Н.И. Алексеев- ский / - Изд-во: Academia, 2006.