Биоразнообразие, структура планктона трансграничной реки Ипуть

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Экология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорины"

Биологический факультет

Кафедра зоологии и охраны природы

Дипломная работа

БИОРАЗНООБРАЗИЕ, СТРУКТУРА ПЛАНКТОНА ТРАНСГРАНИЧНОЙ РЕКИ ИПУТЬ

Исполнитель:

студентка группы Б-51

Малькевич С. А

Научный руководитель:

кандидат биологических наук,

доцент Рассашко И. Ф.

Гомель 2012

РЕФЕРАТ

Дипломная работа содержит: 47 страниц, 4 таблицы, 1 рисунок, 3 приложения, 43 источника.

Ключевые слова: Фитопланктон, зоопланктон, биоразнообразие, таксономическая структура, биоиндикация, Ипуть.

Объект исследования: Объектом исследования служили планктонные водоросли и беспозвоночные (коловратки, ветвистоусые и веслоногие ракообразные) трансграничный реки Ипуть.

Методы исследования: Сбор и обработку материала проводили общепринятыми в гидробиологических исследованиях методами.

Цель дипломной работы: Изучить степень разнообразия и структуру планктонных сообществ трансграничной реки Ипуть.

Задачами дипломной работы являются: Установление видового состава, экологических характеристик планктона, их динамики.

Результаты исследований: В результате исследования установлено что фитопланктон включает 39 видов и внутривидовых таксонов, в том числе синезелёных водорослей — 2, криптофитовых — 2, диатомовых — 22, зелёных — 13 (вольвоксовых — 1, хлорококковых — 12), при этом на створе 1 — 22, створе 2 — 8, створе 3 — 29 таксонов. Данные по индексу сходства Соренсена т. е. индекса сходство сообществ, рассчитанного в таблице, видно, что наибольшая степень сходства наблюдается между створами 1 и 3. Результаты исследований по зоопланктону показывают, что он включает 27 видов, из них коловраток — 2, кладоцер — 19, копепод — 6, что составляет 7,4%, 70, 4%, 22,2% соответственно. Таксономический состав сообщества на отдельных створах включает от 10 (створ 2) до 15 (створ 3) и 23 (створ 1) видов. На трёх створах, как и в целом на всём исследуемом участке, наибольшее количество видов относится к кладоцерам, их удельный вклад в разнообразие зоопланктона реки на каждом из створов равен 69,6%, 66,7%, 70,0%. Данные по индексу сходства Соренсена показывают, что наибольшая степень сходства наблюдается также между створами 1 и 3. Плотность отдельных видов зоопланктона варьирует: на створе 1 от 0,01 до 0,03 тыс. экз. / м3, на створе 2 — 0,01 — 0,21, на створе 3 — 0,01 — 0,06 тыс. экз. / м3. Общая плотность зоопланктона составляет 0,35 тыс. экз. / м3, в том числе коловраток — 0,03, кладоцер — 0,22, копепод — 0,10 тыс. экз. / м3. Как и по видовому составу, наибольшее развитие в реке Ипуть имеют кладоцеры. Их вклад в формирование плотности всего сообщества равен 62,9%, тогда как копепод — 28,6%, коловраток — 8,6%.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2. ОБЪЕКТ, МЕСТО И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 ФИТОПЛАНКТОН: БИОРАЗНООБРАЗИЕ, КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ, ИХ ДИНАМИКА

3.2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗООПЛАНКТОННОГО СООБЩЕСТВА Р. ИПУТЬ

3.3 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКОСИСТЕМЫ Р. ИПУТЬ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Одним из приоритетных направлений научной деятельности в Республике Беларусь является «Охраны окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов». Необходимым условием устойчивого функционирования биосферы, экосистемы является сохранение их биоразнообразия.

Человек интересовался экологией с практической точки зрения с самых ранних периодов своей истории. И теперь, если человечество хочет сохранить свою цивилизацию оно более чем когда — либо нуждается в достаточно полных знаниях об окружающей среде, поскольку основные «законы природы» действуют по — прежнему; рост населения и расширение возможностей воздействуя на среду лишь изменили их относительное значение и усложнили зависимость от них человека [1].

Острой в республике является проблема воды, особенно её качество в природных источниках и используемой для питьевых нужд населения. Многие реки загрязнены сверх допустимых пределов нефтепродуктами, соединениями азота, медью, цинком, органическими веществами. Почти 50% источников хозяйственно — питьевого водоснабжения не отвечают гигиеническим нормам [2].

К началу ХХІ в. наша планета оказалась в состоянии глобального экологического кризиса. Человек нарушил естественную сбалансированность биосферных процессов. Если на ранних этапах социально — экономического развития человечества потенциал природы был достаточен для компенсации антропогенного давления, то сейчас эта способность окружающей природной среды подошла к рубежу исчерпания [3].

Совсем недавно экология рассматривалась как относительно узкая область изучения взаимоотношений между живыми объектами, находящимися в ограниченном регионе, и представляла практический интерес лишь для немногих специалистов — биологов. В настоящее время экология превратилась в глобальную проблему, затрагивающую широчайшие аспекты взаимоотношения человека с окружающей средой, — проблему, определяющую не только государственную, но и межгосударственную политику и в итоге будущее всего человечества [4].

Противоречия во взаимоотношениях общества и природы во второй половине ХХ столетия стали угрожающими. Потребовался тщательный анализ причин, вызывающих разрушение озонового экрана, кислотные дожди, химическое и радиоактивное загрязнение среды. Стало понятным, что как биологический вид человек своей жизнедеятельностью влияет на природную среду не больше, чем другие живые организмы[5].

Состояние природной среды является важнейшим фактором определяющим жизнедеятельность человека и общества. В современных условиях этот фактор выступает в качестве обязательного элемента разрабатываемых на различных территориальных уровнях моделей устойчивого развития [6].

Научно — техническая революция и бурный рост промышленного производства в ХХ веке способствовали не только росту благосостояния человека, но и отрицательно сказалась на состоянии окружающей среды в ряде регионов нашей планеты [7].

Сохранение биосферы является необходимым условием выживания человечества, экология из естественнонаучной дисциплины становится мировоззренческой наукой, интегрирующей результаты разных учебных дисциплин и определяющей поведение человека по отношению к окружающему миру и к самому себе [8].

Осознание необходимости удовлетворения потребностей растущего населения земного шара в продовольствии противостоит осознанная необходимость радикального изменения технологий и средств защиты растений, поиска возможных альтернатив и способов сокращения обработок сельскохозяйственных угодий пестицидами [9].

Качество окружающей среды и анализ потенциальных возможностей её основных экологических составляющих предлагают четкую организацию мониторинга системы наблюдений и контроля за её состоянием. При этом токсикологические аспекты всестороннего анализа окружающей среды в условиях современного экологического кризиса приобретают особую значимость [10].

Главной целью данной дипломной работы является изучение структуры и разнообразия зоопланктона, фитопланктона трансграничной реки Ипуть.

Задача состояла в установлении видового разнообразия зоопланктона и фитопланктона исследуемых участков реки, определение индекса Соренсена и определение плотности планктонных сообществ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В результате исследований, проводимых Рассашко И. Ф., Вежновцом В. В., Ковалёвой О. В. [11] на реке Сож в условиях разнофакторного загрязнения было обнаружено 67 видов рачкового зоопланктона, из которых 46 видов кладоцер и 21- копепод. На исследованном участке реки Сож обнаружено было также 88 видов и форм коловраток. Большая часть обнаруженных видов коловраток являются показателями сапробности воды. Авторами было установлено, что зоопланктон реки Сож довольно разнообразен в видовом отношении, умеренно развит количественно. Значительная часть зоопланктона является характерной для загрязнённых вод, но имелись индикаторы, как чистых, так и грязных вод. В целом, некоторые виды, размерная структура сообществ зоопланктона показывает на значительную трофность и загрязнение реки.

При исследовании зоопланктона и его индикационных показателей в условиях реки Заповедной территории, авторами Рассашко И. Ф. и Савицким Б. П. [13], было установлено, что в зоопланктоне Нарева обнаружено 33 вида и формы зоопланктона, из которых кладоцер — 15 видов и форм, коловратки включают 14 таких таксонов, а копепод — 4. Авторами было выяснено, что на всех станциях Нарева преобладают виды — индикаторы, характерные для чистых вод, индекс сапробности соответствует классу чистых вод [12].

По данным Пантелеенко Н. Е., Рассашко И. Ф. и Юранова Н. В. в результате исследований биологической характеристики реки Днепр в районе г. Речицы установлено, что фито — и зоопланктон р. Днепр разнообразен в видовом отношении, однако гидробиологические данные показывают на ухудшение качества воды, состояние и функционирование экосистемы р. Днепр у г. Речицы и необходимости усиления её охраны.

В работах Лопатиной С. Н., Вежновца В. В. [14] по изучению зоопланктона р. Березины в пределах Березинского биосферного заповедника, было указано, что было найдено 50 видов зоопланктона из них 25 видов коловраток, 22 вида кладоцер и 3 вида копепод. Также было указано, что низкие значения видового богатства объясняются осенним понижением температуры и завершением жизненных циклов многих видов. По количественному и качественному составу зоопланктону осенью, наиболее характерными для этого участка реки Березина были створы у деревень Березино и Броды, которые могут быть включены в систему фонового мониторинга.

По данным экологического бюллетеня состояние озера Нарочь, Мястро, Баторино, было установлено, что видовой состав фитопланктона прибрежной зоны озера Нарочь в 2002 г. был представлен 107 таксонами, из которых 41 — диатомовых, 24 — хлорококковых, 13 — сине-зелёных, 11 — золотистых, 6 — динофитовых, 5 — дестидиевых, 4 — криптофитовых, 1 — эвгленовых, 1 — увотриксовых.

Размах величин количественного развития фитопланктона в прибрежной зоне оз. Нарочь в 2002 году был значительно меньшим, чем в 2001 г.

В летнем зоопланктоне литорале оз. Нарочь отмечено 46 видов: 25 видов — коловраток, 3 — копепод и 18 — кладоцер. Наибольшее видовое разнообразие наблюдалось в августе (35 видов), наименьшее — в июле (19 видов).

Сравнение среднемесячных величин численности и биомассы зоопланктона на пелагических и литоральных станциях указывает на более высокие величины обоих показателей глубоководной части озера [12].

Зарубов А.И., Молотков Д. В. [12] проводили исследование водных беспозвоночных (зоопланктона, зооперифетона) пойменных водоёмов национального парка «Припятский». В результате зоопланктон реки Припять и пойменных водоёмов представлен преимущественно коловратками, ветвистоусыми и веслоногими ракообразными; зооперифетон — олигохетами, хирономидами, ветвистоусыми ракообразными и коловратками. Всего было установлено для водоёмов национального парка 106 видов коловраток, 23 вида веслоногих и 12 видов ветвистоусых ракообразных. В результате исследований было выяснено, что по всей видимости, видовое богатство водных беспозвоночных зоопланктона и зооперифитона в водоёмах Национального парка «Припятский» не ограничивается. проведение длительного мониторинга гидробиоценозов позволяет пополнять фауну новыми не только для национального парка, но и в целом для Белоруссии видами.

По данным Вырского П. Н., Ковалёвой О. В. [14] в результате исследований зоопланктона реки Сож в зоне антропогенного воздействия, было обнаружено 22 вида рачкового зоопланктона, из них 15 видов — ветвистоусых ракообразных, 5 видов — циклопоиды и 2 вида — каляноиды. Среди них выделены как широко распространённые, так и относительно редкие в условиях Белорусского Полесья. Впервые для Гомельского региона и, в частности, для р. Сож обнаружен новый вид — E. lacustris. Полученные авторами данные характеризуют условия р. Сож (район речного водозабора «Поколюбичи», порта, пляжа) как умеренно загрязнённые, а также грязные (ниже устья р. Уза).

В работах Ковалёвой О. В., Курашова О. А. [15] по изучению планктонных организмов и их использования для биоиндикации и оценки состояния экосистем р. Сож, было указано, что в результате исследований обнаружено 54 вида рачкового зоопланктона (38 видов — кладоцеры и 16 — копеподы). Фитопланктон Сожа был представлен довольно большим количеством видов, которые показывали на умеренно загрязненные условия реки. Авторами установлено, что в общем, массовые виды, размерная структура сообществ, соотношение групп планктона, динамика численности свидетельствуют о значительной трофности и загрязнении р. Сож на участке, прилегающем к городу.

В результате исследований проведённых авторами Ковалёвой О. В., Крупниковой Е. Н. [16] по исследованию содержания 137Cs в воде реки Сож, было выяснено, что зимой содержание 137Cs в воде невысоко и лишь в отдельных случаях достигает 15 Бк/л. Максимальные концентрации 137Cs на всех исследованных участках реки зарегистрированы в весенние месяцы (до 16 Бк/л), что, очевидно, связано с паводками. В летний период содержание 137Cs в воде снижалось (максимальное содержание — 10 Бк/л). Это, по — видимому, является следствием увеличения биологической активности гидробионтов. Осенью, особенно в первой половине сентября, концентрация 137Cs в реке Сож вновь возросла (иногда до 16 Бк/л). Как было указано, в целом, содержание 137Cs в реке Сож во все периоды на всех исследованных участках изменялось в пределах ПДУ.

По данным Ковалёвой О. В. [17] по изучению планктонных коловраток реки Сож в условиях антропогенного воздействия, было указано, что в составе ротаторного зоопланктона выявлено 40 таксонов из 9 семейств. Наибольшим видовым разнообразием был представлен род Brachionus — 12 видов и вариетет. Из них наиболее многочисленными были показатели загрязнённых вод В. calyciflorus (максимальная численность 404 экз. /л), B. diversicornis (72 экз. /л). Доля видов индикаторов загрязнённых условий составила 46,1% и 42,4% от общего количества показательных организмов. Было установлено, что загрязнение реки Сож, вызванное сточными водами города Гомеля, выражается в значительном повышении численности планктонных коловраток, снижении индексов видового разнообразия и замене олигосапробов в доминантном комплексе на бета — мезосапробные виды.

В работе Горелышевой З. И. [18] по изучению фитопланктона мезотрофных озер Беларуси, было установлено, что фитопланктон сформирован 491 видам и внутривидовым таксоном водорослей, принадлежащих к 144 родам и 22 порядкам. Для фитопланктона мезотрофных озер характерно преобладание зелёных — 213 (из них 68% хлорококковые), диамовых — 133, синезелёных — 76 таксонов водорослей. Остальные отделы составили в совокупности 69 видов и разновидностей. Как было отмечено автором, в результате сопоставления исследований с данными 1973−1980 гг. выявлены некоторые изменения фитопланктонного сообщества, которые происходят в мезотрофных озерах по мере их естественного эвтрофирования, в частности: увеличение количества зелёных и синезелёных водорослей с преобладанием нанопланктонных организмов.

По данным Галковской Г. А., Вежновца В. В., и других авторов [19] большинство видов коловраток — космополиты и эврибионты. Тем не менее именно эта группа планктонных животных может служить надёжным индикатором трофности водоёмов, поскольку они, несмотря на широкий диапазон толерантности к тому или иному фактору среды, чрезвычайно различаются по стратегии жизненных циклов в этом диапазоне. Поэтому любое изменение состояния среды (например, температурных или трофических условий в водоёме) приводит к перестройке структуры доминирования коловраток, численности и биомассы отдельных их видов. Благодаря разнообразию способов и интенсивности питания, а также высокой скорости размножения коловратки играют существенную средообразующую роль в водоёмах.

Исследования Рассашко И. Ф., Ковалёвой О. В. [20] по изучению многолетней динамики зоопланктона реки Припять в районе Белорусского Полесья, показали, что зоопланктон Припяти представлен более 43 видами и внутривидовыми таксонами (более 33 — коловратки, 6 — ветвистоусые и 4 — веслоногие ракообразные), принадлежащими к 20 семействам и 23 родам. Как отмечают авторы, в общем, таксономическое разнообразие, структура сообщества, количественное развитие зоопланктона р. Припять подвержены изменению на протяжении длительного периода.

Камлюк Л.В. [21] проводил исследования скорости роста популяций массовых видов зоопланктона эвтрофных водоёмов. Автором исследована динамика плотности популяций трех массовых видов: Daphnia longispina, Ceriodaphnia guadrangula, Bosmina longirostris. В сезонной динамике плотности популяций трёх видов ветвистоусых раков имеются два максимума развития, однако они разобщены во времени между собой. Максимальный уровень плотности превышает среднесезонные её значения для популяций босмины более чем в 7,5 раз, дафнии — около 5, цериодафнии — в 3,6 раза. Результаты исследования показали, что величины как для суммарного зоопланктона, так и для популяций трёх массовых видов ветвистоусых раков находятся в пределах 0,198 — 0,493 сут-1.

В работе Ковалёвой О. В. [22] по изучению оценки качества воды методом биоиндикации водоёмов урбанизированной территории, было установлено, что в зоопланктоне озёр обнаружено 67 видов и вариететов зоопланктона (коловратки — 40, кладоцеры — 21, копеподы — 6), относящихся к 18 семействам и 35 родам. Автором было установлено, что количество доминирующих видов зоопланктона сокращается при увеличении антропогенной нагрузки на озёра. Автор отмечает, что во всех исследуемых озерах отмечается повышенная величина БПК5 превышение ПДК по цинку, в большинстве озер — по азоту аммонийному и железу. В озёрах, подверженных выраженному антропогенному воздействию, наблюдается перестройка структуры сообществ зоопланктона — снижение биоразнообразия, индексов видового разнообразия, сокращение количества доминирующих видов, возрастание доли коловраток и видов — индикаторов загрязнения.

По данным Адамовича Б. В. [23] в фитопланктоне р. Днепр отмечено 146 таксонов водорослей из 7 отделов (зелёные — 55 таксонов, диатомовые — 49 таксонов, синезелёные — 12, эвгленовые — 10, золотистые — 9, криптофитовые — 7, динофитовые — 4). В сообществе зоопланктона было зарегистрировано 77 видов: 57 видов коловраток, 13 видов ветвистоусых и 7 видов веслоногих рачков. Автор отмечает, что увеличение видового богатства фито — и зоопланктона вниз по течению реки. При этом он установил, что видовое разнообразие фитопланктона возрастает, в основном за счёт увеличения видового разнообразия коловраток. Сапробность воды находится в пределах В — мезасапробной зоны. Изменение индексов видового разнообразия и сапробности воды, рассчитанные по фитопланктону, адекватно отражают антропогенную нагрузку на водоток.

В результате исследований проведённых авторами Рассашко И. Ф., Ковалёвой О. В. [24] было установлено, что фитопланктон реки Сож включает более 200 видов и внутривидовых таксонов водорослей из 8 отделов. Диатомовые представлены 105, зелёные — 48, синезелёные — 17, эвгленовые — 9, золотистые — 6, криптофитовые — 4, динофитовые — 2, жёлто — зелёные — 1 таксоном. Зоопланктон представлен 169 видами, из которых 98 составляют коловратки, 46 — кладоцеры, 25 — копеподы. Авторы отмечают, что в целом, комплексный анализ состояния экосистемы р. Сож показывает на наличие в реке условий определяющих значительную трофность, возникновение нарушений в функционировании её экосистемы. Имеется необходимость усиления охраны р. Сож.

В работе по Днепру указывается, что наибольшим видовым богатством (33 и 31% общего количества видов и внутривидовых таксонов) характеризовались зелёные и диатомовые водоросли. Далее шли синезелёные — 14%, эвгленовые — 12% и золотистые — 4%. Представители других систематических групп водорослей существенного значения в фитопланктоне Днепра и его водохранилищ не имели. Качественный состав днепровского фитопланктона характеризовался значительным разнообразием видов, а в основном за счёт зелёных, диатомовых и синезелёных водорослей [25].

Вежновец В.В., Галковская Г. А. [26] исследовали видовое богатство зоопланктона в водоёмах Беларуси. Авторы считают, что исследование закономерностей формирования и функционирования сообществ животных в водоёмах разного типа невозможно без знания таксономической структуры этих сообществ, как основного базового звена изучения водных экосистем. В своей работе они отмечают, что в гидрофауне Беларуси к настоящему времени зарегистрировано 657 видов и разновидностей зоопланктонных организмов. Видовое богатство животных зоопланктона, найденных в водных экосистемах Беларуси, превосходит прилегающие территории (Южный и Прибалтийский районы), что свидетельствует в целом о достаточно хорошей изученности водной фауны. Относительно отдельных таксонов необходимо отметить слабую изученность фауны паразитических копепода, гарпактицид и бделлоидных коловраток, при этом учитывая, что указанные группы в лучшем случае относятся к факультативным планктерам, являясь прикреплёнными к хозяевам или обитателями дна.

В результате исследований проведённых авторами Ковалёвой О. В., Рассашко И. Ф., Вежновцом В. В. [27] по сравнительному анализу качества воды и состояния планктонных сообществ реки в условиях поступления в неё вод с очистных сооружений, было установлено, что для зоопланктона реки, подверженной загрязнению, характерно относительно невысокое разнообразие, значительное развитие в определённые периоды — в 1996 г. — в июле, в 2005 г. — в сентябре, доминирование 1 — 2 видов, большое развитие коловраток, которое обычно наблюдается в загрязнённых водах, преобладание индикаторов мезосапробных условий, в том числе альфа- мезосапробных.

По данным Семенченко В. П., Бусева Ж. Ф. [28] исследовавших образование агрегаций зоопланктона, было указано, что образование агрегаций у Cladocera наиболее характерно для видов, массовое развитие которых может происходить в литоральной зоне озера. Наличие высшей водной растительности приводит к увеличению коэффициентов агрегированности. Для взрослых стадий циклопов не отмечено образование агрегаций, а их распределение, также как и для копеподитных и науплиальных стадий, близко к случайному. Авторы отмечают, что горизонтальное распределение зоопланктона по акватории озер весьма неоднородно. Если для пелагической части водоёмов это распределение относительно случайное, то в литоральной зоне озёр существуют ярко выраженные максимуму численности видов, приуроченные либо к определённым глубинам, либо к зарослям макрофитов.

В работе Зарубова А. И., Молоткова Д. В. [29] по изучению характеристики сообщества зоопланктона в загрязнённых радионуклидами нижнем течении реки Припять и пойменных водоёмах, было отмечено, что в нижнем течении р. Припять и пойменных водоёмах Полесского радиологического заповедника отмечаются тенденции по увеличению общего количества зоопланктона в 1992 г. В тоже время происходит структурно-функциональное переустройство доминирующих комплексов коловраток. Однако, чтобы рассуждать про какие-нибудь сукцессии, которые формируют в связи с радиоактивным загрязнением, необходимо продолжать изучение зоопланктона в водоёмах Полесского радиологического заповедника.

При исследовании сравнительного анализа таксономической структуры зоопланктона в литоральной зоне стратифицированных озёр проводивших авторами Галковской Г. А., Вежновцом В. В., Власовым Б. П. [30] и другими, показано, что соотношение доминирующих систематических групп у Crustacea (надотряд Cladocera) и Rotifera в литоральном планктоне существенно меняется в направлении от берега к пелагиали в пределах литоральной зоны. Авторы указывают, что вероятно, изменения соотношений доминирующих групп обусловлены морфологическими особенностями сублиторального склона, температурными и световыми условиями на станциях отбора проб и связаны с трофическими предпочтениями зоопланктеров. Полученные их данные свидетельствуют о том, что в рамках сообщества зоопланктона литоральной зоны стратифицированных озёр формируются субсообщества существенно различающиеся по видовому составу и относительной численности доминирующих таксонов как у Rotifera, так и у Crustacea.

Зарубов А.И. [31] проводил исследование таксономической структуры зооперифитона в некоторых водоёмах зоны аварии на Чернобыльской АЭС. Автор отмечает, что специфика образования перифитонного сообщества выражается в особенностях биотопа, на котором формируется фитозооценоз, а сама зона благоприятствует многообразию живых форм, поскольку в состав биоценоза наряду с чисто перифитонными организмами входят фитофильные и бентосные, увеличивая видовое богатство и плотность гидробионтов. Исследования показали, что по численности в зооперифитоне доминируют коловратки и хирономиды. Максимальная численность зооперифитона отмечена на растениях с сильно рассеченными листьями (уруть колосистая). Биомасса зооперифитона на 31,4 — 96,6% представлена хирономидами и олигохетами. Доля попадающих в пробу с озёрной водой представителей фитофильного зоопланктона (веслоногие и ветвистоусые ракообразные) составляет 1,9 — 3,9%. На основании этих данных автор сделал вывод, что видовое богатство и численность животных определяется главным образом видом макрофитов; каких-либо изменений в таксономической структуре зооперифитона в зависимости от уровня радиоактивного загрязнения не отмечено.

Палаш А.Л. [32] в своей работе по изучению влияния нагонных явлений на структуру зоопланктона придонного слоя литоральной зоны эвтрофного водоёма, он считает, что одним из факторов, вызывающих глобальные изменения в структуре литорального зоопланктона, является перемешивание водных масс, автор указывает, что нагон воды в литоральную зону является мощным фактором, изменяющим структуру зоопланктонного сообщества. Эти изменения могут быть вызваны, с одной стороны, переносом видов из пелагиали в литораль, с другой — увеличением смертности рачков от механических повреждений, высокой концентрации взвеси неорганических веществ и пресса рыб.

Ковалёва О.В. [33] в своей работе указывает, что и отношение к зоопланктону как показателю качества вод не однозначно. Существовало мнение, что зоопланктон не характеризует качество воды в месте отбора пробы, так как его переносят течения, и он не образует стабильных сообществ в месте контроля. Это не так … уже сообщали фактические данные мониторинга, свидетельствующие, что по зоопланктону можно устанавливать не только пространственные характеристики качества воды, но и их сезонные изменения в целом по водоёму и на отдельных его участках в результате антропогенного воздействия или самозагрязнения. Оперируя зоопланктон, установили локализацию загрязнённых зон водохранилищ в их русловой части и у разных берегов… В определённых случаях главная роль в характеристике воды, забираемой значительно выше дна, принадлежит зоопланктону и другим плантическим группировкам пелагиали. К тому же, что очень важно, для зоопланктона губительны концентрации нефти 0,001мл/л воды, для бентосных организмов — 0,01 мл/л, т. е. чувствительность зоопланктона в данном случае в 10 раз выше". Автор делает следующий вывод: «Зоопланктон является необходимым и важным компонентом гидробиологического мониторинга, и в ряде случаев определение качества воды имеет решающее значение».

Анализ литературных данных показывает, что при биоиндикации водоемов и водотоков наиболее важным показателем является видовое разнообразие, структура планктонных сообществ. Исследования разных авторов [9, 10, 14, 15, 17, 22], показывают, что загрязнение водоемов приводит к обеднению видового состава зоопланктона. Имеются литературные данные [19], согласно которым любое изменение состояния среды (например, температурных или трофических условий в водоеме) приводит к перестройке структуры доминирования коловраток, численности и биомассы отдельных видов. По данным А. Л Палаша [32] одним из факторов, вызывающих глобальное изменение в структуре литорального зоопланктона является перемешиванием водных масс. Один из авторов [23] указывает, что при антропическом евтрофировании происходит увеличение коловраток.

В общем, сходный характер изменений в сообществах зоопланктона при загрязнении и евтрофировании вод отмечается и другими авторами для различных водоемов [24, 27]

2. ОБЪЕКТ, МЕСТО И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Река Ипуть протекает по Смоленской, Брянской областям Российской Федерации, Могилевской области, по Добрушскому и Гомельскому районам Гомельской области, является самым большим как по величине, так и по водности левым притоком Сожа. Общая длина реки составляет 437 км, в Беларуси — 64 км.

Ипуть начинается в 2 км западнее д. Недведь Климовичского района Могилевской области. Впадает в р. Сож на 109- м км от ее устья, в 2 км выше г. Гомель. Общее падение отметок уровней воды в реке — 84,9 м, средний уклон водной поверхности — 0,19%, средний взвешенный — 0,14%. Основные притоки: левые — Вороница, Надва, Воронуса, Унеча; правые — Иржач, Вихолка. Притоки Ипути, протекающие по территории Гомельской области: левые — Нетеша, Хоропуть, канал Медвежий Лог; правый — Очеса.

Речная сеть хорошо и относительно равномерно развита. Общая длина речной системы Ипути (750 рек) — 4 242 км, около 90% общего количества водотоков приходится на малые реки, длина которых не превышает 10 км, густота речной сети — 0,38 км/км2. Водосбор реки (10 900 км2) в верховье холмистый, на остальном протяжении — пересеченная плоская равнина, изрезанная речной и овражно-ложбинной сетью. Средняя высота водосбора — 177 м, средний уклон — 8,2 0/00. Грунты супесчаные, суглинистые, в понижениях и долинах рек — торфянистые. Под лесами занято 27% территории, под пашней — 50%.

Пойма двусторонняя, местами чередуется, в низовье пересечена старыми руслами и озерами — старицами, шириной до устья Нарва 0,2 — 0,8 км, ниже — от 1,5 до 2 км. В половодье затопляется на глубину 0.5 — 1 м сроком до 15 -20 суток. Русло извилистое верховье — канализованное, шириной от 1.5 — 2 м, на остальном протяжении от 20 — 50 м. Берега обрывистые, высотой от 0,5 — 2 м. Среднегодовой расход воды в устье составляет 55,6 м3/с, около д. Ущерпье (Россия) он наибольший — 1 920 м3/с, наименьший — 2,57 м3/с.

Река используется как водоприемник осушительной сети, для промышленного и бытового водоснабжения (г. Добруш), для местного лесосплава и рыболовства [34].

Программа исследования включает:

1. Изучение литературы по теме.

2. Установление видового состава планктона реки Ипуть.

3. Установление экологических характеристик планктона, их динамики.

Цель настоящих исследований состояла в изучении степени разнообразия и количественных показателей планктона разных участков реки Ипуть. Сбор проб проводился в летнее время 2007−2008гг. на трёх створах реки, протекающей в городе Добруш. Первый створ расположен возле городского пляжа, третий — находится в районе целлюлозно-бумажной фабрики «Герой труда», второй — между двумя указанными створами.

Створ 1 — находится в районе городского пляжа, левый берег реки. Пробы отбирали в 10 м от берега, глубина 2−2,5 м, грунт песчаный.

Створ 2 — расположен на участке реки ниже по течению городского пляжа, перед фильтрующей дамбой. Пробы взяты в двух точках: у правого берега на расстоянии 2−3 м и на середине реки. Глубина 2−3 м, дно песчаное.

Створ 3 — расположен ниже 1 и 2 створов также перед фильтрующей дамбой, левый берег реки. Глубина 2,5 — 3 м, расстояние от берега 10 м. В прибрежной части вода мутная, визуально загрязнённая, дно местами заиленное, песчаное.

Для определения гидробиологических показателей использовались общепринятые методики. При взятии сетных проб через планктонную сеть проливали 100 литров воды. Для учёта коловраток брали осадочные пробы объёмами 1 литр. Также отбирались качественные сетные пробы многократным протягиванием сети для определения видового состава зоопланктона. Материал фиксировали 4%-ым формалином. Обработку проб делали под микроскопом, с использованием определителей по соответствующим группам [38, 39, 40]. Индекс фаунистической общности (индекс сравнения) рассчитывали по формуле Соренсена:

а — число видов в сообществе А;

в — число видов в сообществе В;

с — число видов, общих для двух сообществ.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 ФИТОПЛАНКТОН: БИОРАЗНООБРАЗИЕ, КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ, ИХ ДИНАМИКА

В результате проведённых исследований на разных участках реки Ипуть было установлено, что фитопланктон включает 39 видов и внутривидовых таксонов, которые приведены в приложении А. Фитопланктон был представлен 5 отделами: диатомовыми, зелёными (хлорококковыми, вольвоксовыми), криптофитовыми, синезелёными водорослями. Из 10 классов и 8 порядков. На створе 1 — 3 класса и 6 порядков, на створе 2 — 3 класса и 5 порядков, на створе 3 -4 класса и 7 порядков. Наиболее часто на всех створах встречался класс Centrophycea и Chroocoococcales, а меньше всего класс Cryptophycea, Volvocophycea и порядок Araphales. Наибольшее количество видов на створе 1 было обнаруженно из класса Protococcophycea (8 видов), на створе 2 — по 3 вида из классов Chloroococcophyceа, Centrophycea, Cryptophyceа, на створе 3 — Protococcophycea (9 видов). Также на 1 створе было обнаруженно 8 видов из порядка Chroococcales, на створе 2 — 4 вида из порядка Raphales и створе 3 — 10 видов из порядка Raphales. При этом синезелёных водорослей — 2, криптофитовых — 2, диатомовых — 22, зелёных -13,(вольвоксовых — 1, хлорококковых- 12) видов, между этим на створе 1−22, створе 2−8, створе 3−29 таксонов. Как видно, наибольшее количество видов обнаружено в районе фабрики, возможно это находится во взаимосвязи с влиянием предприятия.

В общем, фитопланктон реки Ипуть бы представлен значительным колличеством водраслей и его видовой состав дастаточно разнообразен. Заслуживает внимания то, что в прелах иследуемых участков фитопланктон лучше развит на 3 створе, где расположена фильтурующаяя дамба водозабора, по сравнению с последними которые раположены в районе зоны отдыха (пляж).

Наиболее разнообразны на всех створах диатомовые и зелёные (хлорококковые) водоросли. Из первых хорошо представлены роды Navicula (6 видов), Melosira (3 вида), из вторых — роды Scenedesmus (3 вида). Синезелёные и криптофитовые водоросли включали равное количество видов по 2. На трех створах реки общими видами являются только 2 — М. granulatа из диатомовых и Dictyosphaerium pulchellum из зелёных, хлорококковых водорослей. На двух других створах (1 и 3) их насчитывается 12, в том числе Pediastrum duplex, Sc. quadricauda, Coelastrum sphaericum, Amphora ovalis, M. varians.

Таблица 1. — Величины индекса Соренсена при сравнении видового состава зоопланктона исследуемых участков реки Ипуть

Участки

Створ 1

Створ 2

Створ 3

Створ 1

-

0,13

0,50

Створ 2

0,13

-

0,3

Створ 3

0,50

0,3

-

На створе 1 были обнаружены виды фитопланктона из трёх отделов: синезелёные, диатомовые и зелёные. Наибольшее количество видов относится к отделу диатомовые — 13, на втором месте зелёные — 8, и синезелёные включают только 1 вид. Имеются несколько видов водорослей, которые на створе 1 встречаются довольно часто, как М. varians, M. granulata,N. cuspidata из диатомовых водорослей и P. duplex из зелёных.

На 2 створе представлены два отдела водорослей — диатомовые и зелёные. Наибольшее количество видов относится к диатомовым (6 видов) и наименьшее к зелёным (2 вида). Довольно часто встречались такие виды, как M. italica, N. cryptocephala, N. hungarica из диотомовых водорослей и из зеленых было встречено только 2 вида.

На створе 3 было обнаружено наибольшее количество видов фитопланктона из 4 отделов — синезелёных, криптофитовых, диатоновых и зелёных. Как и на предыдущих створах наибольшее количество видов относится к диатомовым водорослям (15 видов), на втором месте отдел зелёные (10 видов) и третье место разделили синезелёные и криптофитовые водоросли (по 2 вида). Из синезелёных наиболее часто встречается только один вид водорослей — Gloeocapsa minima, из диатомовых 3 вида — N. cryptocephala, N. cuspidata, N. hungarica, из зелёных 2 вида — Crucigenia sp. , P. duplex. На всех 3 створах наиболее встречаемыми видами являются только 4, на первом месте это N. cuspidata, N. crytocephala и N. hungarica из диатомовых, P. duplex из зелёных водорослей.

Данные по индексу Соренсена, т. е. индексу сходства сообществ (таблица 1), видно, что степень сходства фитопланктона разных участков варьирует. Наибольшая степень сходства наблюдается между створами 1 и 3 (0,50), относительно не высока она между створами 1 и 2 (0,13).

Представляет интерес составить данные полученные для р. Днепр автором Адамовичем Б. В. [23] с нашими по фитопланктонами. В фитопланктоне р. Днепр преобладали зеленые (5таксонов) и диатомовые (49 таксонов) водоросли, несколько больше видов отнесено среди сине-зеленых (12), эвгленовых (10) и золотистых (9), криптофитовые и динофитовые были представлены 7 и 4 видами соответственно. Как видно, из сопоставления наибольшее развитие в реке имеют зеленые и диатомовые водоросли, а наименьшее криптофитовые и динофитовые, что схоже с нашими данными.

Рисунок 1 — Таксономическая структура зоопланктона реки Ипуть в районе г. Добруш

3.2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗООПЛАНКТОННОГО СООБЩЕСТВА Р. ИПУТЬ

водоем фитопланктон экосистема река

Зоопланктон реки менее разнообразен по сравнению с фитопланктоном, здесь обнаружено в 1,5 раза меньше видов (приложение Б). В зоопланктоне реки обнаружено 27 видов, из них коловраток — 2, кладоцер — 19, копепод — 6, что составляет 7,4%, 70,4%, 22,2% соответственно. Таксономический состав сообщества на отдельных створах включает от 10 (створ 2) до 15 (створ 3) и 23 (створ 1) видов (рисунок 1). На трёх створах, как и в целом на всём исследуемом участке, наибольшее количество видов относится к кладоцерам, их удельный вклад в разнообразие зоопланктона реки на каждом из створов равен 69,6%, 66,7%, 70,0%. Общими видами для трёх створов являются 7, включая Acroperus harpac, Chydorus sphaericus,Scapholeberis mucronata, Sida crystallina, Simocephalus vetulus, Eucyclops macruroides, Ec. macrurus. На двух из исследуемых створов обнаружено 3 вида: Bosmina longirostris, Disparalona rostrata, Ilyocryptus acutifrons, последний из них в водоёмах и водотоках региона встречается редко.

Обнаруженные виды зоопланктона относятся к 7 семействам и 21 роду. Из них один род принадлежит коловраткам, 15 родов кладоцерам и 5 родов к копеподам.

Среди Rotifera представленные виды относятся к 1 семейству Notommatidae (2 вида). Среди ветвистоусых ракообразных наибольшим видовым разнообразием отличается семейство Chydoridae (8 видов). Семейство Daphniidae включает 6 видов, к семействам Bosminidae, Macrothricidae относятся по 2 вида, к семейству Sididae по одному. Семейству Cyclopidae из веслоногих ракообразных принадлежит 100% обнаруженных Copepoda.

На 1 створе из коловраток представлено одно семейство Notommatidae, из кладоцер 5 семейств (Chydoridae, Bosminidae, Daphniidae,Macrothricidae, Sididae), на всех трёх створах представленные виды из копепод относятся к одному семейству Cyclopidae.

На створе 2 к кладоцерам относятся 4 семейства (Chydoridae, Bosminidae, Daphniidae, Sididae). К семейству Chydoridae относится 3 вида, к Daphniidae — 2 вида, к остальным по одному виду.

На 3 створе к коловраткам относится одно семейство Notommatidae, к кладоцерам 4 семейства (Chydoridae,Daphniidae, Macrothricidae, Sididae). К Chydoridae относится 4 вида, к Daphniidae — 4 вида и к остальным семействам по одному виду.

Среди Rotifera первое место по количеству видов и внутривидовых таксонов занимает род Cephаlodella (2 вида), этот род был встречен только один. Из ветвистоусых ракообразных род Ceriodaphnia включает 3 вида Pleuroxus, Bosmina — по 2 вида соответственно. Остальные роды — Acroperus, Alona Chydorus, Disporalona, Diaphanosoma, Eyricercus, Ilyocryptus, Sida, Scapholeberis, Simocephalus, Graptoleberis, Streblocerus включают по одному виду. Наибольшее видовое разнообразие веслоногих ракообразных свойственно родам Eucyclops и Thermocyclops - по 2 вида, остальные роды включают по одному виду. Всего в зоопланктоне 16 родов являются одновидовыми, 4 рода двухвидовыми и 1 род трёхвидовой. Общими для всех исследованных станций Ипути являются 3 эврибионтных вида: Ac. harpae, Sc. mucronata, Sd. сrystallina. Имеется группа видов обнаруженных в большинстве: Ch. sphaericus, Ds. rostrata, Pl. truncatus, Ec. macruroides, Cyclops sp. , Th. oithonoides, B. longirostris. В единичных экземплярах найдены C. forficata, D. brachyurum, St. serricaudatus, G. testudinaria, Mesocyclops leuckarti, Acanthocyclops vernalis.

На створе 1 обнаружено 24 вида зоопланктона из 20 родов, наибольшего развития на этом створе достигли виды: Ac. harpae, Sc. mucronata, Sd. crystallina из кладоцер. Наименьшего развития достигли такие виды как: C. gibba, C. forficata, Al. rectangula,B. crassicornis, B. longirostris, Cr. megops, Cr. reticulata, D. brachyurum, I. acutifrons, Sm. vetulus, St. serricaudatus, CC. Sp. , Ec. macrurus, Ms. leuckarti, Pc. fimbriatus. Из них были обнаружены 2 коловратки, 16 кладоцер, 6 копепод.

На втором створе было обнаружено меньшее количество видов — 10, которые относятся к 9 родам, среди них наиболее часто встречались виды: B. longirostris из кладоцер и Ec. macrurus из копепод, а меньше всего — Ac. harpae, Ch. sphaericus, Ds. rostrata, Sc. mucronata, Sd. сrystallina, Sm. vetulus,Ach. vernalis, Ec. macruroides. Среди них не было встречено ни одного вида из коловраток, 7 видов кладоцер и 3 вида из копепод.

Створ 3 был представлен средним количеством видов и включал 16 видов из 13 родов, среди них наибольшего развития достигли следующие виды: Sc. mucronata, Sd. crystallina из кладоцер. Менее часто встречались — C. gibba, Cr. guadrangula, Cr. reticulata, Ch. sphaericus, I. acutifrons, G. testudinaria, 23 Pl. trigonellus, Sm. vetulus, Ec. macruroides, Ec. macrurus, Th. crassus, Th. oithonoides. Из них одна коловратка, 10 кладоцер, 5 копепод. При исследовании всех 3 станций общими видами были следующие: Sc. mucronata, Sd. crystallina, общими видами для 1 и 2 створа: Ac. harpae, для 1 и 3 — I. acutifrons, Sc. mucronata, Sd. crystallina, Sm. vetulus.

Таблица 2 — Величины индекса Соренсена при сравнении видового состава зоопланктона исследуемых участков реки Ипуть

Участки

Створ 1

Створ 2

Створ 3

Створ 1

-

0,5

0,55

Створ 2

0,5

-

0,38

Створ 3

0,55

0,38

-

Данные по индексу Соренсена, т. е. индексу сходства сообществ (таблица 2), видно, что степень сходства зоопланктона исследуемых участков реки варьирует. Наибольшая степень сходства наблюдается между створами 1 и 3 (0,55), а наименьшая между 1 и 2 (0,5). Относительно невысока она между 2 и 3 (0,38) створами.

Плотность отдельных видов зоопланктона варьирует (таблица 3): на створе 1 от 0,01 до 0,03 тыс. экз. /м3, на створе 2 — 0,01 — 0,21, на створе 3 — 0,01 — 0,06 тыс. экз. /м3. Общая плотность зоопланктона составляет 0,35 тыс. экз. /м3, в том числе коловраток — 0,03, кладоцер — 0,22, копепод — 0,10 тыс. экз. /м3. Как и по видовому составу, наибольшее развитие в реке Ипуть имеют кладоцеры. Их вклад в формирование плотности всего сообщества равен 62,9%, тогда как копепод — 28,6%, коловраток -8,6%.

В целом, для зоопланктона исследуемых участков реки характерно относительно невысокое разнообразие и небольшая степень сходства.

Представляется необходимым сопоставить полученные нами данные с литературными, приводимыми для 2007−2008гг. и ранее (таблица 4) [41]. В 2005 году исследования проводились на створе расположенного ниже г. Добруш в районе посёлка «Приозёрный» (Рисунок 1). В 2005 году в Ипути в зоопланктоне был обнаружен 21 вид и вариетет, из них коловраток — 13, кладоцер — 5, копепод — 3. В отмеченном году были обнаружены виды, которые продолжают встречаться и в настоящее время: Al. rectangula, B. longirostris, Ch. sphaericus, Pl. truncatus, Ec. macrurus.

Сопоставление всех указанных годов показывает, что общими видами для них являются 4: C. gibba, B. longirostris, Ch. sphaericus, G. testudinaria. Для 2005 и 2007 года — Euchlanis dilatata, Polyartra dolichoptera, Synchaeta sp. , S. pectinata, Trichotria pocillum, Bdelloidea fam. sp. из коловраток, Eudiaptomus sp. из копепод. При сравнении 2007 и 2008 годов: A. harpae, Al. rectangula, Cr. reticulata B. brachyurum Er. lamellatus из кладоцер, Cyclops sp. Ec. macruroides из капепод. Для 2005−2008 года общими видами являются 3, это такие виды, как — Al. guttata, Pl. truncatus из кладоцер и Ec. macrurus из капепод. Сравнительный анализ показывает, что количество видов зоопланктона обнаруженных в Ипути в 2007—2008 гг. увеличилось по сравнению с 2005 годом, о нём свидетельствуют полученные нами данные.

Плотность зоопланктона реки изменялась в пределах 0,05 — 3,90 тыс. экз. /м3, биомасса — 0,55 — 21,2 мг/м3.

Таблица 3 — Плотность и биомасса видов зоопланктона трансграничной реки Ипуть, 2008 г.

Виды зоопланктона

Количество экз. в пробе

Плотность, экз. /л

Створ 1

Rotifera:

Asplanchna sp.

1

0,01

Collatheca sp.

2

0,02

Итого:

0,03

Cladocera:

Alona rectangula

2

0,02

Disparalona rostrata

1

0,01

Chydorus sphaericus

3

0,03

Streblocerus serricaudatus

2

0,02

Acroperus harpae

3

0,03

Bosmina longirostris

3

0,03

Sida crystallina

1

0,01

Diaphanosoma brachiyrum

1

0,01

Pleuroxus truncatus

1

0,01

Eyricercus lamellatus

2

0,02

Ceriodaphnia sp.

1

0,01

Scapholeberis mucronata

1

0,01

Итого:

0,22

Copepoda:

Eucyclops macruroides

3

0,03

Thermocyclops oithonoides

1

0,01

Eucyclops macrurus

3

0,03

Cyclops sp.

1

0,01

Mesocyclops leuckarti

1

0,01

Acanthocyclops sp.

1

0,01

Итого:

0,1

Всего:

0,35

Створ 2

Rotifera:

Итого:

0

Cladocera:

Chydorus sphaericus

2

0,02

Ceriodaphnia quadrangula

6

0,06

Graptoleberis testudinaria

1

0,01

Simocephalus vetulus

5

0,05

Acroperus harpae

2

0,02

Pleuroxus trigonellus

1

0,01

Sida crystallina

2

0,02

Итого:

0,19

Copepoda:

Thermocyclops oithonoides

5

0,05

Cyclops sp.

2

0,02

Итого:

0,07

Створ 3

Rotifera:

Итого:

0

Cladocera:

Monospilus dispar

11

0,11

Sida crystallina

10

0,10

Disparalona rostrata

21

0,21

Ilyocryptus sordidus

1

0,01

Ювенильные особи

Disparalona rostrata

6

0,6

Ceriopdaphnia reticulata

2

0,02

Alona costata

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой