Экология сообществ макробентоса Белого моря тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.08, доктор биологических наук в форме науч. докл. Шкляревич, Галина Андреевна

• Шкляревич, Галина Андреевна
• доктор биологических наук в форме науч. докл.
• 2002

Заключение диссертации по теме «Зоология», Шкляревич, Галина Андреевна

ВЫВОДЫ

1. На основе экологического картографирования на островах Северного архипелага выделено 15 и описано 6 самых продуктивных сообществ литорального макробентоса, в которых запасы наиболее значимых в кормовом отношении беспозвоночных варьируют в пределах 7-8 тыс. т, из них 6,5 тыс.т приходится на долю мидий.

2. На всех мониторинговых полигонах обнаружены довольно резкие межгодовые колебания количественных показателей и коэффициента сходства видового разнообразия. У мидий, Mytilus edulis, межгодовая амплитуда естественных колебаний плотности определена в пределах 13-35 тыс.экз/м2 и биомассы - 38 кг/м2 в различных точках залива.

3. Исследования макробентосных сообществ сублигорали показали, что они населены богатой, представительной, своеобразной флорой и фауной. Охраняемые мелководные сообщества являются репродуктивным резерватом и гарантом сохранности биоразнообразия для Кандалакшского залива и для Белого моря в целом.

4. Изучены особенности биологии беломорской полихеты Alitta virens (Sars). Более вероятной признается аллохтонная природа беломорских полихет. A. virens - всеядный бентофаг, временная и пространственная пластичность питания этих полихет дает основание прогнозировать стабильность беломорской популяции в составе экосистемы Белого моря. Обитающие на литорали A. virens, способны выносить длительное обсыхание. Установлено наличие межгодовой и локальной пластичности сроков и продолжительности нереста; основных параметров тела размножающихся полихет. Плодовитость колеблется в пределах 0,002-9,8 млн яиц.

5. Сообщество беспозвоночных в зарослях морской травы Zostera marina L. включает 21 вид. Преобладающими являются моллюски и полихеты. После гибели зостеры в Белом море в 60 гг., в настоящее время заросли зостеры восстанавливаются. В районе Северного архипелага на литорали о. Ряшкова суммарная площадь зарослей зостеры в 1974 г. была 180 м2, а в 1998 г - 4926 м2.

6. Большинство беломорских птиц и рыб кормятся морскими гидробионггами. Из 104 видов беспозвоночных животных и 12 видов водорослей, обитающих в одной из групп мелководий Северного архипелага, 38 и 11% соответственно входят в состав кормов гаги обыкновенной. Список беспозвоночных животных, являющихся объектами ее питания в Белом море составляет 53 вида.

7.Беломорские полихеты Alitta virens играют большую роль в питании многих морских птиц и рыб. Отработан метод восстановления массы съеденных птицами и рыбами полихет по длине их челюстей.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Шкляревич Г.А., Карпович В.Н. Об изменении численности и биомассы Mytiius edulis на литорали Семи островов (Восточный Мурман) зимой 1970 - 1971 гг // Тез. докл. II межведомственного совещания по изучению, охране и воспроизводству обыкновенной гаги. Кандалакша, 1972. С. 54 - 56.

2. Шкляревич Г.А. Запасы беспозвоночных и водорослей на литорали заповедных островов в вершине Кандалакшского залива И Десятая сессия ученого совета по проблеме " Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера." Тез. докл. Сыктывкар, 1977. С. 72 - 73.

3. Хлебович В.В., Шкляревич Г.А. О происхождении Nereis virens Sars в Белом море // Зоол.ж., 56,3,1977. С. 464- 467.

4. Шкляревич Г.А. О роли Nereis virens Sars в питании морских птиц Кандалакшского залива Белого моря // Экология,2, 1979. С. 91 -93.

5. Бианки В В., Бойко Н.С., НинбургЕА., Шкляревич Г.А. Питание обыкновенной гаги Белого моря // Экология и морфология гаг в СССР.М., 1979. С 126 - 170.

6. Хлебович В В., Комендантов А.Ю., Шкляревич Г.А. Самостоятельность Nereis virens, N. grandis и N. brandti (annelida, Polychaeta ) и изменчивость числа их парагнат // Зоол. ж., 59, 2, 1980. С. 1617-1624.

7. Шкляревич Г.А. Межгодовая динамика массовых видов бентоса на литорали некоторых островов Кандалакшского залива Белого моря // Биол. моря, 5,1980. С. 26 - 32.

8. Шкляревич Г.А. Сбор материала по биологии Nereis virens Sars в Белом море. Заключительный отчет. Депонирован в ВНТИ центре (125, Москва, Смольная, 14 ) инвентарный № 0282. 0072379 Кандалакша, 1981. 122 с.

9. Шкляревич Г.А. О некоторых сторонах биологии Zostera marina L. на литорали островов в вершине Кандалакшского залива // Природа заповедников РСФСР и ее изменение под влиянием естест-венйых и антропогенных факторов. М., 1982. С. 76 - 89.

10. Шкляревич Г.А. Использование подводных методов при оценке запасов донных беспозвоночных в Кандалакшском заливе // Подводные гидробиологические исследования, 25. Владивосток, 1982. С. 131-141.

11. Шкляревич Г.А. Охрана и изучение морских биоценозов в Кандалакшском заповеднике // Проблемы охраны природы в бассейне Белого моря. Мурманское кн.изд., 1984. С. 122 -130.

12.Шкляревич Ф.Н., Шкляревич Г.А. О весеннем питании обыкновенной гаги на Семи островах ( Восточный Мурман ) // Экология и морфология птиц на крайнем северо-западе СССР. М., 1982. С. 56-65.

13. Шкляревич Г.А. Характеристика питания многощетин-кового червя Nereis \irens на литорали Кандалакшского залива Белого моря // Биол.моря, 4, 1984. С. 27 - 32.

14. Шкляревич Г.А. Размерный анализ полихеты Nereis virens налиторали Кандалакшского залива Белого моря // Биол. мо-ря,1, 1985. С. 65-68.

15.Шкляревич Г.А. Экологические особенности поселений Nereis virens на литорали Кандалакшского залива Белого моря // Фауна и экология беспозвоночных животных в заповедниках РСФСР. М., 1986. С. 153 - 159.

16. Шкляревич Г.А. Растительность как основообразователь кормовых угодий для птиц и рыб в условиях малых лагун Порьей губы // Природа и хозяйство Севера, 16. Мурманск, 1988. С. 48 -52.

17. Шкляревич Г.А. Запасы и временная гетерогенность биомассы водорослей - макрофитов на литорали островов вершины Кандалакшского залива Белого моря // Водоросли, лишайники, грибы и мохообразные в заповедниках РСФСР. М., 1989. С. 5 - 16.

18. Шкляревич Г.А. Зообентос малых лагун Порьей губы Кандалакшского залива белого моря // Тез. докл., Борок, 1989. С. 135 - 136.

19. Шкляревич Г.А. Донные макрофиты Порьей губы. // Тез. докл. конф. Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря. Кандалакша, 1995. С. 107-108.

20. Шкляревич Г.А. Гидробиологические исследования бентоса в Кандалакшском заповеднике // Тез. докл. I международный семинар: " Рациональное использование прибрежной зоны северных морей". Кандалакша., 1996. С. 56 - 57.

21. Карпович В.Н., Шкляревич Г.А. О возможной зависимости динамики численности обыкновенной гаги (Somateria mollissima ) в Кандалакшском заповеднике от естественных колебаний биомассы мидий (Mytilus edulis) // Экология птиц и тюленей в морях Северо-запада России. Апатиты, 1997. С. 44 - 67.

22. Шкляревич Г.А. 1997 Запасы двустворчатого моллюска Муа arenaria на литорали Порьей губы ( Кандалакшский залив Белого моря ) // Тез. докл. научно-практической конференции "Нетрадиционные объекты морского промысла и перспективы их использования". Мурманск. С. 173 - 175.

23. Шкляревич Г.А. Запасы и состав штормовых выбросов водорослей на островах вершины Кандалакшского залива Белого моря//Тез. докл. конф.молодых ботаников. Санкт-Петербург, 1997. С. 38.

24. Шкляревич Г.А. Водоросли и беспозвоночные животные мелководий Порьей губы (Кандалакшский залив Белого моря) // Тез. докл. II международный семинар: "Рациональное использование прибрежной зоны северных морей". Кандалакша, 1998. С. 52-54.

25. Шкляревич Г.А. О состоянии и задачах гидробиологических исследований в Кандалакшском заповеднике // Тез. докл. II международный семинар: "Рациональное использование прибрежной зоны северных морей". Кандалакша, 1998. С. 42 - 44.

26. Шкляревич Г.А. Характеристика макрозообентоса двух лагун Порьей губы (Кандалакшский залив Белого моря). //Тез. докл. конф. Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря. Архангельск, 1998. С. 143 - 144.

27. Шкляревич Г. А. О роли морских мелководий Кандалакшского заповедника в Белом море // Тез. докл. юбилейной научной конференции, посвященной 60-летию Беломорской биологической станции им. Н.А.Перцова МГУ им. Ломоносова. Москва, 1998. С. 91-92.

28. Шкляревич Г.А. Водоросли и беспозвоночные животные мелководий Порьей губы. Апатиты, 1999. 70 с.

29. Шкляревич В.Ф., Шкляревич Г .А. Ctenophora Порьей губы (Белое море, Кандалакшский залив) // Тез. докл. IV науч. конференции ББС МГУ, Москва, Русский университет, 1999. С. 63 - 64.

30. Шкляревич Г.А. Разнообразие макрозообентоса акваторий Кандалакшского заповедника в Белом море. // Тез.докл. семинар "Оптимизация использования морских биоресурсов и комплексное управление прибрежной зоной Баренцева моря". Мурманск, 1999. С. 95-96.

31. Шкляревич Г А. Особенности биологии Nereis virens Sars в Белом море. // Тезисы докл.,семинар " Виды - вселенцы в европейских моря России. ММБИ КНЦ РАН Мурманск, 1999. С. 111 - 113.

32. Шкляревич Г.А. О появлении Nereis virens Sars в Белом море // Тезисы докл., семинар " Виды - вселенцы в европейских моря России. ММБИ КНЦ РАН Мурманск, 1999. С. 108 - 110.

33.Гришанков A.B., Нинбург Е.А., Шкляревич Г.А. Макро-зообентос Кандалакшского заповедника. Флора и фауна заповедников, вып. 83. Москва, 2000. 74 с.

34. Шкляревич Г.А. Морские беспозвоночные // Летопись природы Кандалакшского заповедника за 1998 г. Кандалакша, 2000. С. 117 - 169 (электронный вариант).

35. Корякин A.C., Шкляревич Г.А. Влияние опреснения на литоральные сообщества в кутовом участке Кандалакшского залива. // Тез. докл. конф. Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря. Архангельск, 2001. С. 81 - 83.

36. Корякин A.C. Шкляревич Г.А. Регулирование реки Нивы и сохранение заповедного режима в кутовом участке Кандалакшского залива. ). // Тез. докл. конф. Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря. Архангельск, 2001. С. 41 - 44.

37. Брязгин В.Ф., Шкляревич Г.А. Разнообразие макробен-тических Arthropoda Белого моря. // Тез. Докл. конф. Биоразнообразие Европейского Севера. Петрозаводск, 2001. С. 30 -31.

38. Шкляревич Г.А. Размещение двустворчатых моллюсков Муа arenaria на литорали Порьей губы ( Кандалакшский залив Белого моря ) (в печати).

39. Bryazgin V., Shklyarevitch G. A diversity macrobenthics Arthropoda of the White Sea In: 4-th European Crustaceans Conference. Abstracts. Lodz, Poland, 2002 (in press).

40. Bryazgin V., Shklyarevitch G. To biology littoral Am-phipoda of the Kandalaksha bay of the White sea. In: 4-th European Crustaceans Conference. Abstracts. Lodz, Poland, 2002 (in press).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В последнее время происходит непрерывное увеличение антропогенной нагрузки на морские экосистемы Севера. Зоной особо активной хозяйственной деятельности являются тесно взаимодействующие друг с другом Баренцево и Белое моря, прибрежные районы которых местами подвергаются сильному антропогенному прессингу.

В настоящей работе положено начало решению одной из важнейших современных задач морской биологии и экологии для морей европейского севера - описан мелководный макробентос как эталон биоразнообразия в Белом море, а так же как кормовая база для птиц, рыб и некоторых млекопитающих. Заложены полигоны и начаты работы по долгосрочному биологическому мониторингу.

Особая ценность настоящей работы заключается в том, что она выполнена в акватории Кандалакшского государственного природного заповедника, где охраняемые экосистемы следует считать эталоном и гарантом сохранности биоразнообразия для Белого моря в целом.

Выполнено картографирование литоральных сообществ на островах Северного архипелага. Составлены карты размещения, выделено 15 и описано 6 самых продуктивных сообществ, определены в них запасы наиболее значимых в кормовом отношении беспозвоночных. Запасы наиболее значимых в кормовом отношении беспозвоночных, в них варьируют в пределах 7-8 тыс. т (в том числе на долю мидий приходится около 6,5 тыс.т).

При сравнении полученных в 1972 - 1975 гг. результатов в одной из точек с аналогичными данными, описанными для 1959 г. (Кусакин, 1963) показано, что запасы массовых беспозвоночных и водорослей не остаются постоянными во времени. Эта часть работы привела автора к важному выводу о том, что статический подход к изучению бентоса позволил выявить основные особенности бентос-ных сообществ, упорядочить накопленные знания о них, но далее назрела настоятельная необходимость долгосрочных мониторинговых исследований сообществ на стационарных участках заповедных акваторий для определения многолетней амплитуды естественных колебаний количественных показателей морских беспозвоночных. С точки зрения и охраны и рационального использования природных ресурсов прибрежной зоны северных морей это необходимо для выполнения двух задач. Первая — определив величины естественных межгодовых долгосрочных колебаний количественных характеристик массовых морских беспозвоночных, мы сможем выявить и доказать антропогенные причины тех или иных изменений, произошедших в их сообществах. Особенно остро эта проблема стоит в перспективе охранной деятельности Кандалакшского заповедника. Вторая - знания о межгодовой динамике плотности поселений и биомассы наиболее распространенных видов морских мелководных сообществ и сопоставление этих данных с динамикой птиц и рыб, со временем может дать возможность прогнозирования как состояния сообществ беспозвоночных, так и численности птиц и рыб.

С 1971 г. такие наблюдения за динамикой межгодовых характеристик массовых литоральных беспозвоночных и водорослей были начаты на одном из островов Северного архипелага - луде Девичьей, с 1996 г.- еще в пята точках Кандалакшского залива.

Выявлена существенная временная гетерогенность биомассы водорослей-макрофитов и ее связь с воздействием климатических факторов. Амплитуда биомассы самых распространенных фукусовых, Fucus vesiculosus и Ascophyllum nodosum может составлять от 6 до 12 кг/м2 между отдельными, но не рядом стоящими годами.

На всех мониторинговых полигонах обнаружены довольно резкие межгодовые колебания количественных показателей и коэффициента сходства видового разнообразия. У мидий межгодовая амплитуда естественных колебаний плотности определена в пределах 13 -35 тыс.экз/м2 и биомассы - 3 - 8 кг/м2 в различных точках залива.

Резкие межгодовые колебания плотности и биомассы мидий объясняются, главным образом, двумя группами наиболее значимых из всего множества причин. Первая - воздействие совокупности прямых и опосредованных метеорологических условий (температура и соленость морской воды, направление и скорость ветра, волновые потоки, прибой, ледовый режим), рельефа дна и характера грунта. Вторая - выедание птицами, рыбами, и хищными беспозвоночными, такими как морские звезды и брюхоногие моллюски. Межгодовые колебания качественного состава сообщества литорального зообентоса на мониторинговом полигоне луды Девичьей так же довольно значительны (от 12 видов в 1972 г. до 25 - в 1975 г.). Всего здесь за все годы исследований идентифицировано 33 вида беспозвоночных, (+ 5 определенных до рода), относящихся к 32 семействам, 21 отряду, 11 классам и 10 типам (+ 3 группы, не определеных до родов и видов). Степень сходства видового состава (всего в целом) по годам колебалась от 52% между 1972 и 1973 гг. до 83% между 1980 и 1981 и между 1988 и 1991 гг.

Исследования макробентосных сообществ сублиторали показали, что они населены богатой, представительной, своеобразной флорой и фауной. Охраняемые мелководные сообщества являются репродуктивным резерватом и гарантом сохранности биоразнообразия для Кандалакшского залива и для Белого моря в целом.

Список беспозвоночных животных, обитающих на мелководьях Порьей губы, включает 244 вида. Из них 10 относятся к типу губок, 19 - кишечнополостных, 59 - червей, 49 - членистоногих, 62 - моллюсков, 21 - щупальцевых, 1 - плеченогих, 12 - иглокожих, 8 - асцидий и 1 - кишечнодышащих. От всего макрозообентоса это составляет 30%. Полнее всего представлена фауна моллюсков и червей, что характерно для Белого моря в целом.

Список водорослей-макрофитов, обитающих на мелководьях Порьей губы включает 49 видов. Из них: 7 относятся к типу зеленых водорослей, 16 - бурых и 26 - красных. От всей альгофло-ры Белого моря это составляет 26,8%. Полнее всего в Порьей губе представлена флора красных водорослей - 37,7% от числа зарегистрированных в Белом море. Бурые и зеленые водоросли представлены беднее. 21,3% и 17,9% соответственно.

Изучены особенности биологии беломорской полихеты АНйа \ irens (Заге). Первые недели донной жизни эти полихеты проводят в верхних участках сублиторали до глубины 0,5 м в поверхностных слоях мягких грунтов. Далее часть молодых полихет по всей вероятности остается в сублиторали, но многие мигрируют в литоральную зону, где они устраивают норки в илисто-песчано-каменистых грунтах. Верхняя граница обитания А. \irens находится в зоне, обсыхающей в среднем на 18 часов в сутки. На литорали Белого моря молодые А. уйгет являются всеядными бентофагами. Список компонентов питания включает 13 видов растений и 23 -животных. Выявлена высокая временная и пространственная пластичность питания алитг, которая дает основание считать, что беломорская популяция А. уггст прочно вошла в состав экосистемы мелководий Белого моря и прогнозировать ее стабильность по крайней мере на ближайшие десятилетия.

Данные по изменению размеров обитающих на литорали А. \irens показывают, что основные средние параметры тела полихет увеличиваются в течение лета. Позднее они уменьшаются за счет миграции крупных червей в сублитораль, а мелких (сеголеток) из сублиторали на литораль. В конце октября-ноябре все сеголетки и годовики А. У1гепя при температуре беломорской воды близкой к замерзанию (-0,5°) мигрируют в сублитораль. По окончании ледостава часть перезимовавших полихет, возвращается в литоральную зону, часть годовиков остается в сублиторальных местообитаниях. По нашим данным средний вес нерестящихся полихет (самцов и самок вместе) колеблется из года в год и в различных районах в среднем от 16 до 21 г. Мы считаем, что, возможно, некоторые двухлетки могут стать половозрелыми и нереститься в двухлетнем возрасте, но основная масса A. virens нерестится в возрасте трех лет или старше при достижении соответствия зрелых стадий оогенеза (температурных потребностей) сезонным и межгодовым изменениям температуры воды. По многолетним наблюдениям массовый нерест в вершине Кандалакшского залива начинается 26 июня (в среднем за 13 лет), заканчивается -8 июля (17 лет). Соотношение полов близко 1:1с очень незначительным преобладанием самок. Плодовитость беломорских A. virens колеблется в пределах от 0,002 до 9,8 млн яиц.

Анализ материалов по биологии беломорских A. virens позволяет отдать предпочтение той из гипотез о путях и механизме проникновения этого вида в Белое море, согласно которой алитта попала в данный водоем путем переноса его пелагических стадий течением Гольфстрим из Атлантического океана. Анализ вооружения глотки алитгы из различных районов Белого моря и сборов, присланных нам из нескольких точек атлантического и тихоокеанского побережий, а также ревизии литературных данных дали основание уточнить систематическое положение беломорского A. virens Sars и двух близких видов - A. grandis (Stimpson) и A. brandti Malmgren.

A. virens - один из обычных видов на мелководьях большей части Белого моря. Эти полихеты играют большую роль в питании многих морских птиц и рыб. Изучена зависимость между размерами челюстей и массой тела A. virens. Отработан метод восстановления массы съеденных птицами и рыбами полихет по дайне их челюстей.

Исследовано сообщество беспозвоночных в зарослях морской травы Zostera marina L., оно включает 21 вид. Преобладающими здесь являются моллюски и полихеты. После гибели зостеры в Белом море в 60 гг., в настоящее время заросли зостеры восстанавливаются. В районе Северного архипелага на литорали о. Ряшкова суммарная площадь зарослей зостеры в 1974 г. была 180 м2, а в 1998 г. - 4926 м2.