Актуальность исследований: Селенга — самая крупная река, впадающая в озеро Байкал. Она несет около половины водного потока в озеро и оказывает большое влияние на состав и динамику физических, химических и биологических показателей его состояния (Сороковикова и др., 1995). Дельта реки Селенги — это уникальный природный район с высоким естественным потенциалом и биологическим разнообразием. Он имеет огромное практическое и хозяйственное значение: осенью река Селенга является основным местом нереста омуля, мелкие водоемы дельты реки ценны как места гнездований птиц, большинство островов дельты — хорошие сенокосные угодья и пастбища, крупные протоки судоходны. Соры озера Байкал играют большую роль в повышении продуктивности прилегающих к ним районов озера, в вылове рыб, являются местами откорма, где подрастает скатывающаяся молодь генеративно-речных видов.
В связи с интенсивным хозяйственным освоением региона возникает. -необходимость проведения наблюдений за состоянием биологического разнообразия водной среды. Приоритетное значение отводится исследованиям. состояния фитопланктона как первичного звена трофической цепи, во многом • определяющего структуру и функционирование водной экосистемы в целом (Габышев, 1999). Водоросли играют исключительную роль в создании первичного органического вещества, являются гигантскими поставщиками кислорода в атмосферу, сильнейшими агентами самоочищения водоемов. Обладая высокой толерантностью к неблагоприятным факторам среды, характеризуются большим разнообразием видов, способны фиксировать незначительные изменения среды, выступая в качестве биологического индикатора. Поэтому знание особенностей видового состава водорослей планктона, основных закономерностей их количественного развития по сезонам и межгодовой динамики необходимо для понимания процессов, протекающих в водоеме.
Цели и задачи исследования: Целью настоящей работы является изучение особенностей состава и распределения фитопланктона в дельтовых протоках реки Селенги и сора Черкалово в современный период. Цель работы определила задачи исследования:
— определить видовой состав и доминирующий комплекс фитопланктона;
— выявить эколого-географическую структуру фитопланктона;
— описать сезонную и межгодовую динамику видового состава, численности и биомассы фитопланктона;
— оценить качество воды с использованием индикаторных организмов фитопланктона;
— провести сопоставление уровней развития фитопланктона в различные периоды;
— выявить основные факторы, обуславливающие развитие фитопланктона в исследуемых объектах.
Защищаемые положения:
1. Основу таксономического спектра фитопланктона дельтовых проток реки Селенги и сора Черкалово составляют зеленые, золотистые и диатомовые водоросли.
2. Основная роль в продукционном процессе принадлежит мелкоклеточным центрическим диатомовым водорослям.
3. Абиотические факторы среды влияют на формирование флоры и структуру альгоценозов планктона дельтовых проток р. Селенги. Научная новизна работы:
• Оценено современное состояние фитопланктона реки Селенги, ее дельтовых проток в начале нового тысячелетии (2002;2003 гг.).
• Составлен систематический список водорослей планктона реки Селенги и сора Черкалово, включающий в себя 255 видов и подвидов.
• По сравнению с концом 50-х годов видовое разнообразие увеличилось на 53%. Выявлены доминирующие виды и комплексы. Впервые проведен эколого-географический анализ обнаруженных видов.
• Установлены особенности сезонной и межгодовой динамики фитопланктона в маловодные годы.
• Расширены данные по подледному развитию фитопланктона дельтовых проток и сора Черкалово. Установлено, что в малых протоках численность и биомасса водорослей подо льдом значительно выше по сравнению с крупными водотоками дельты. Показано, что уровень развития фитопланктона реки Селенги, ее дельтовых проток в 2002;2003 гг. в среднем за вегетационный период в 7,5 раз выше по сравнению с 50-ми годами. Впервые определено соотношение планктонных и бентосных диатомовых водорослей в дельтовых протоках реки Селенги и соре Черкалово. ® Оценено качество воды в реке Селенге и соре Черкалово, с использованием индикаторных организмов по Пантле и Букку в модификации Сладечека, в соответствии с эколого-санитарной классификацией. Установлено, что воды реки Селенги, ее дельтовых проток и сора соответствуют классу удовлетворительно чистые (III класс).
Практическая значимость: Материалы исследования включены в отчет по плановым НИР института и по интеграционному проекту СО РАН «Комплексное исследование состояния и динамики развития экосистемы дельты реки Селенги, как естественного биофильтра и индикатора современного состояния в условиях интенсификации антропогенного загрязнения озера Байкал». Проведенные исследования дополняют и расширяют научные данные по фитопланктону дельты реки Селенги и сора Черкалово. Полученные результаты могут быть информационной и методической основой для экологического мониторинга реки Селенги. Сведения о таксономическом составе водорослей можно использовать при подготовке региональных определителей. Данные автора о составе, структуре, уровне развития и эколого-географических особенностях раскрывают роль фитопланктона в процессах формирования качества воды и биопродуктивности. Полученные нами данные можно использовать при построении моделей рационального природопользования и разработки экологических проектов, при подготовке спецкурсов по экологии водных экосистем, постановке практических работ по мониторингу на биологических факультетах университетов.
Публикации и личный вклад автора: Основные положения диссертации докладывались на российских и международных конференциях и совещаниях: Второй Международной конференции «Озерные экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация, качество воды», (Минск-Нарочь, 2003) — Молодежный академический форум «Молодежь и наука Сибири» (Чита, 2003) — Международной конференции «Научные основы сохранения водосборных бассейнов: междисциплинарные подходы к управлению природными ресурсами», (Улан-Удэ, 2004) — IX школы диатомологов России и стран СНГ «Морфология, систематика, онтогенез, экология и биогеография диатомовых водорослей», (Борок,.
2005) — 10-й Пущинской школе — конференции молодых ученых, посвященной 50-летию Путинского научного центра РАН «Биология — паука XXI века», (Пущино,.
2006) — 12-й Пущинской школе — конференции молодых ученых «Биология — наука XXI века», (Пущино, 2008) — Научной сессии молодых сотрудников ИПРЭК СО РАН (Чита, 2008) — Молодежной научной конференции «Молодежь и наука Забайкалья» (Чита, 2008).
По теме диссертации опубликовано 12 работ.
Работа выполнена в Институте природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН в рамках плановых НИР СО РАН. Автор участвовал в отборе и анализе проб, в обработке и интерпретации полученных данных, подготовке публикаций и решении комплексных задач междисциплинарного характера, что отражено в совместных публикациях коллектива авторов.
Объем работы: Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации — 151 страница, в том числе, рисунков — 33, таблиц — 23, приложений — 8, библиографический список из 238 наименований.
135 Выводы.
1. В фитопланктоне реки Селенги и ее дельтовых протоках обнаружено 211 видов, разновидностей и форм, объединенных в 73 рода, 35 семейств, 18 порядков, 10 классов и 7 отделов. В составе фитопланктона сора Черкалово выявлено 169 видов, разновидностей и форм, относящихся к 78 родам, 36 семействам, 20 порядкам, 12 классам и 8 отделам. Ведущее положение в видовом разнообразии принадлежит зеленым, золотистым и диатомовым водорослям. К основным структурообразующим видам фитопланктона, участвующим в сложении количественных показателей относятся 18 форм. Состав доминирующего комплекса фитопланктона сора однотипен с дельтовыми протоками.
2. В экологичексом отношении альгофлора реки Селенги, ее дельтовых проток и сора Черкалово представлена преимущественно широко распространенными, планктонными и пресноводными видами. По отношению к кислотности среды в дельте преобладают индифферентные виды, в соре — алкалифильные.
3. Сезонная динамика численности и биомассы в реке Селенге, ее дельтовых протоках и соре Черкалово характеризуется тремя максимумами: весенним, летним и осенним. Весенний и осенний подъемы обусловлены диатомовыми водорослями (мелкоклеточным центрическим диатомеям). Летний — зелеными (хлорококковыми) водорослями. Лидирующее положение принадлежит мелкоклеточным центрическим диатомеям, обладающим высоким воспроизводительным потенциалом Выявлена обратная корреляция между расходами воды в реке и количественными показателями фитопланктона. Максимальная численность 50 млн кл/л и биомасса 37 г/м фитопланктона была зафиксирована в июне 2003 г. при самых низких расходах воды.
Видовой состав доминирующих видов в реке Селенге и ее дельтовых протоках, разделенных более чем сорокалетним промежутком времени не подвержен значительным изменениям и является стабильным. По сравнению с.
50-ми годами средняя за вегетационный период численность и биомасса водорослей в 2002;2003 гг. возросла в 7,5 раз.
4. В 2002;2003 гг. в дельтовых протоках обнаружено 109 таксонов (в соре Черкалово — 100), являющихся показателями сапробности. В альгофлоре преобладают бета- (до 50%) и олиго- (до 30%) мезосапробные виды. Средний индекс сапробности в дельтовых протоках составил 1,91±0,01, в соре — 1,94±0,01 (П1 класс чистоты вод). Согласно методу Пантле и Букка в модификации Сладечека воды дельты и сора соответствуют бета-мезосапробной зоне загрязнения, классу удовлетворительно чистые (III класс чистоты).
5. Основными факторами, регулирующими развитие фитопланктона в реке Селенге, ее дельтовых протоках, соре Черкалово, являются гидрологические и гидрохимические, оказывающие соответствующее влияние в конкретные периоды времени на состав и количественные показатели отдельных систематических групп. Среди них наибольшее значение имеют расходы воды, скорость течения и большое содержание в воде взвешенных минеральных частиц, которые ограничивают развитие крупных синезеленых и диатомовых водорослей.
