Комплексная экологическая характеристика биоты и пути поддержания устойчивости ихтиоценоза Пензенского водохранилища тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат биологических наук Янкин, Антон Вячеславович

• Янкин, Антон Вячеславович
• кандидат биологических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Янкин, Антон Вячеславович

Введение

Глава 1. Физико-географическая и гидрологическая характеристика

Пензенского водохранилища

Глава 2. Материал и методы

Глава 3. Высшая водная растительность и сообщества фито-, зоопланктона и макрозообентоса

3.1. Высшая водная растительность

3.2. Фитопланктон

3.3. Зоопланктон.

3.3.1. Состав видов зоопланктонного сообщества

3.3.2. Структура зоопланктонного сообщества

3.3.3. Трофическое состояние

3.4. Сообщество макрозообентоса

3.4.1. Видовое разнообразие

3.4.2. Пространственная структура макрозообентоса.

Глава 4. Состав рыбного населения бассейна р. Суры и Пензенского водохранилища

Глава 5. Биология основных видов промысловых рыб

5.1. Лещ -Abramis brama (Linnaeus, 1758)

5.2. Белоглазка-Abramis sapa (Pallas, 1814).

5.3. Густера - Blicca bjoerkna (Linnaeus, 1758)

5.4. Плотва -Rutilus rutilus (Linnaeus, 1758)

5.5. Судак - Stizostedion lucioperca (Linnaeus, 1758)

5.6. Промысловые рыбы второстепенного значения

Глава 6. Русловые переливные плотины верхнего течения р. Суры и их влияние на размещение ихтиофауны

Глава 7. Общая динамика развития и пути поддержания устойчивости биоты водохранилища

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплексная экологическая характеристика биоты и пути поддержания устойчивости ихтиоценоза Пензенского водохранилища»

В последние годы в ихтиофауне отдельных регионов отмечаются значительные изменения. С одной стороны, сокращается разнообразие аборигенных видов. С другой - обмеление малых рек, зарегулирование стока средних и крупных водотоков, эвтрофикация, токсикация и термофикация рек, озер и водохранилищ приводят к нарушениям структуры и функционированию пресноводных экосистем, сообществ и популяций многих видов рыб. Наблюдается деградация и упрощение биоты, сокращение числа биотопов (Шатунов-ский, 1997; Левич, 1976, 1980).

Водохранилища — пример искусственно созданной человеком экологической системы, возникающей в процессе преобразования естественного биоценоза. Они являются удобной моделью для изучения механизмов, обеспечивающих устойчивость сообществ организмов в условиях трансформации природных комплексов (Интересова, 2006). Кроме того, это принципиально иной, чем озера и реки, тип водных объектов, с существенно пространственно неоднородной структурой абиотических условий, численностью, биомассой и продуктивностью основных экологических компонентов. Еще одна принципиальная особенность водохранилищ состоит в том, что направленность и интенсивность внутриводоемных процессов в них неоднозначны, т.е. не могут классифицироваться только как положительные или только как отрицательные.

Формирование искусственных водоемов приводит к кардинальной перестройке речного ихтиоценоза. Смена реофильного комплекса на лимнофиль-ный сопровождается сокращением видового разнообразия и резким снижением численности ценных видов рыб. Виды-реофилы перемещаются в протоки и в водохранилище практически не встречаются (Разработать мероприятия ., 1979). Влияние водохранилищ на окружающую среду, как отмечают многие исследователи (Авакян, Шарапов, 1968; Вендеров, Дьяконов, 1976; Авакян, Шарапов, 1977; Вендеров, 1979; Fels, 1965; Töndury, 1969; Link,

1970; Bader, 1978) чрезвычайно разнообразно, может проявляться прямо и косвенно, быть постоянным или временным, нарастающим, одинаковым по годам или затухающим.

При многолетнем регулировании стока уровни воды в водохранилищах в разные годы находятся на неодинаковых максимальных отметках. Это приводит к своеобразному нестабильному ходу процессов в береговой зоне (Авакян, Шарапов, 1968, 1977). Наблюдается формирование в них различных по своим физическим, химическим и биологическим характеристикам водных масс, структура и конфигурация которых подвержена сезонным изменениям (Буторин, 1969). Вследствие уменьшения скорости течения в водохранилищах происходит отложение почти всех наносов как не живого, так и живого происхождения (Буторин и др., 1975). Наблюдается существенная перестройка речных ихтиоценозов, изменяются их структура, количество доминирующих форм, морфологические признаки, условия размножения и нагула особей (Авакян и др., 1987).

Влияние водохранилищ отрицательно сказывается на природе речных долин ниже регулирующих гидроузлов: прекращаются или уменьшаются весенние половодные затопления поймы, нарушаются пути миграций проходных рыб, изменяются сроки и температурный режим затопления дельтовых площадей, на которых весной нерестятся полупроходные рыбы и нагуливается их молодь.

Уже с середины 80-х годов двадцатого столетия было отмечено, что в эволюции многих равнинных водохранилищ Восточной Европы, в том числе и крупнейшем из них — Куйбышевском, происходит процесс дестабилизации его экосисистемы (Кузнецов, 1991, 2001). Экосистемы этих водоемов переходят из фазы «относительной стабилизации» в фазу «дестабилизации». Этот процесс коснулся всех компонентов экосистемы рассматриваемого водохранилища. В рыбном сообществе, как конечном экологическом звене, это проявилось в следующих признаках: снижении показателей видового разнообразия личинок и сеголеток рыб, нарушении у ряда видов характера гаметогенеза в связи с увеличением воздействия поллютантов и появлении у личинок рыб значительного количества разных форм аберраций, трансформации связей факторов среды с эффективностью размножения, увеличении величин показателя флуктуации численности производителей многих промысловых рыб, ухудшении биологических показателей (роста, плодовитости) ряда массовых видов рыб, снижении промыслового вылова рыбы.

Усиление антропогенной нагрузки (изменение гидрологического режима, загрязнение, эвтрофирование и др.) привело к дестабилизации экосистемы Куйбышевского водохранилища (Кузнецов, 1991; Розенберг, Краснощекое, 1996; Евланов и др., 1996; Кузнецов, 2001). Основными показателями разбалансировки экосистемы стали: изменение видового состава гидробио-нтов, численности популяций отдельных видов и внутрипопуляционные перестройки. Сукцессии, наблюдаемые в рыбной части сообщества в водоеме, происходят достаточно быстро и немаловажную роль в ускорении данного процесса играет интенсивный нерациональный промысел (Шакирова и др., 2005). В условиях усиленного антропогенного воздействия численность крупных, ценных и длинноцикловых видов значительно сократилась, и их место в экосистеме занимают малоценные, короткоцикловые виды (Шакирова и др., 2005; Михеев, 2006).

В Саратовском водохранилище к настоящему времени также сложилась неблагоприятная ситуация для процессов естественного воспроизводства рыб. Постоянное присутствие в воде различных загрязнителей привело к тому, что тяжелые металлы стали не только накапливаться в рыбах (Батоян, Сорокин, 1989), но и отмечались многочисленные аномалии внешнего и внутреннего строения, как у взрослых особей, так и у личинок и мальков рыб (Евланов и др., 1999, 2000).

За тридцать лет существования Пензенского водохранилища в нем также наметилась тенденция роста деградационных процессов, связанных с колебанием уровня воды в течение всего года, эвтрофикацией и токсическим поражением звеньев трофических цепей экосистемы водоёма. Многолетний ход этих процессов в рассматриваемом водоёме практически не изучен, поэтому исследования динамики его биоресурсов представляется весьма актуальным.

В связи с этим, целью работы являлось выявление современного состава рыбного населения, анализ динамики численности основных промысловых видов рыб Пензенского водохранилища за период с 1994 по 2007 гг. и определение экологических факторов, влияющих на формирование его рыбного стада.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучить гидрологические особенности Пензенского водохранилища;

- определить запасы кормовых объектов рыб и проследить их динамику в разные сезоны вегетационного периода года;

- выявить состав рыбного населения водоёма и определить численность промысловых видов рыб;

- установить экологические факторы, влияющие на динамику численности основных промысловых видов рыб;

- создать прогноз дальнейшей динамики ихтиоценоза и разработать рекомендации по поддержанию экологической стабильности водохранилища.

В процессе выполнения поставленных задач удалось проследить закономерности формирования биологических ресурсов водохранилища, произошедших в ходе многолетней сукцессии, провести анализ основных абиотических и биотических параметров экосистемы, выявить закономерности динамики рыбного населения, как самого искусственного водоёма, так и русла р. Суры и её притоков выше и ниже водохранилища, определить основные экологические факторы, влияющие на численность и видовой состав рыб водоёма на современном этапе его становления.

Полученные результаты могут существенно дополнить представления о современном составе видов и численности рыбного населения Пензенского водохранилища, р. Суры и её притоков, а также оценить естественный репродуктивный потенциал основных промысловых рыб искусственного водома. Всё это позволит разработать перспективные мероприятия по использованию водохранилища в рыбохозяйственных целях.

Автор выражает глубокую благодарность своим научным руководителям заведующему кафедрой зоологии и экологии д.б.н., профессору В.Ю. Ильину и к.б.н., доценту той же кафедры С.Б. Лукьянову за помощь, поддержку и критические замечания. Автор искренне признателен к.б.н., доценту Т.Г. Стойко, аспиранту кафедры гидробиологии МГУ A.A. Ивановскому за помощь в обработке материалов по фито-, зоопланктону и макрозообенто-су. Также автор благодарит старшего государственного инспектора Отдела по Пензенской области Средневолжского территориального Управления Госкомрыболовства РФ Д.Г. Янова, начальника Отдела по Пензенской области Средневолжского территориального Управления Госкомрыболовства РФ А.П. Калинина, старшего научного сотрудника Государственного природного заповедника «Приволжская лесостепь» В.В. Осипова за оказанную поддержку в сборе полевого материала по рыбному населению водохранилища.

Заключение диссертации по теме «Экология», Янкин, Антон Вячеславович

выводы

1. Пензенское водохранилище по размерам (110 км2) и конфигурации относится к категории долинных искусственных водоемов лопастного типа. По основным химическим показателям, вода водохранилища соответствует ГОСТу «Вода питьевая», но в отдельные годы среднегодовые концентрации химических веществ как водоема рыбохозяйственного назначения превышают ПДК в несколько раз по азоту нитритному, фенолам, железу, марганцу и цинку.

2. Высшая водная растительность водохранилища представлена широко распространенными в средней полосе европейской части России видами и занимает 5% его площади. В основном она распространена в мелководных верховьях Сурского и Узинского отрогов. Фитопланктон представлен 147 видами и формами. Доминирующее положение занимают зеленые и диатомовые водоросли. В последние годы отмечено увеличение в три раза количества видов сине-зеленых водорослей.

3. На акватории водохранилища сообщество зоопланктона представлено 85 видами (коловратки — 41, ветвистоусые — 22, каляноиды - 3, циклопоиды -19). Численность и биомасса зоопланктеров снижается по направлению от верховий водохранилища к центральной и приплотинной частям. По основным показателям зоопланктонного сообщества водохранилище характеризуется как водоем мезотрофного типа. В его пределах отмечено несколько типов сообществ макробентонтов. На иловатых субстратах на глубине 1-2 м формируется моллюсковый тип с биомассой 22-37 г/м2. На илистом грунте в зоне макрофитов - моллюско-олигохетный тип с биомассой 17 г/м2. В глубоководной зоне на заиленных песках - олигохетно-хирономидный тип с биомассой 15 г/м2. Средняя численность бентонтов уменьшается в ряду Сурский отрог —> Узинский отрог —> Приплотинная часть. Биомасса бентонтов имеет тенденцию к уменьшению. Г п

4. Современное рыбное население водохранилища представлено 33 видами, из которых 28 аборигенных и 5 интродуцированных. За время существования водоема с его акватории полностью исчезли четыре вида рыб, а 10 видов, в том числе некоторые интродуценты, являются редкими и встречаются в уловах нерегулярно. В настоящее время основу промыслового стада водохранилища составляют 5 видов рыб, численность которых убывает в ряду: плотва —» лещ —> густера —> белоглазка —> судак обыкновенный.

5. Изменения в составе рыбного населения за время существования Пензенского водохранилища носят в основном деструктивный характер. Значительно упростилась структура ихтиоценоза. Практически выпало трофическое звено хищников (судак, щука, жерех). Абсолютное доминирование по численности получили виды рыб, занимающие сходные экологические ниши (лещ, плотва, густера, белоглазка). Основная рыбная продукция накапливается в виде малоценных мелкочастиковых видов рыб.

6. С созданием на р. Суре трех плотин переливного типа в пределах территории Пензенской области население рыбообразных и рыб водотока стало искусственно разделено на четыре стада, отличающихся по составу видов. Следуя по участкам, заключенным плотинами, в направлении вверх по реке их число постепенно сокращается (40, 34, 33 и 32 соответственно). В результате появления гидротехнических сооружений верховья реки потеряли рыбохозяйственное значение.

7. Прогрессирующее обмеление водохранилища вызвало изменение его гидрологических параметров и отразилось на рыбопродуктивности. На современном этапе ихтиофауна водоема сформирована лимнофильными видами. Наметилась тенденция ухудшения морфо-физиологических показателей популяций основных промысловых видов рыб, снижения их численности и биомассы. При такой ситуации водоем длительное время остается непромысловым.