WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 


«УДК 574.5(28):591.553 НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЦЕНОТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ НА ПРИМЕРЕ ПЛАНКТОННЫХ СООБЩЕСТВ ОЗЕР ИЛЬМЕНСКОГО ЗАПОВЕДНИКА И СОПРЕДЕЛЬНОЙ ТЕРРИТОРИИ А.Г. ...»

Известия Челябинского научного центра, вып. 4 (21), 2003

БИОЛОГИЯ

УДК 574.5(28):591.553

НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЦЕНОТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ

НА ПРИМЕРЕ ПЛАНКТОННЫХ СООБЩЕСТВ ОЗЕР

ИЛЬМЕНСКОГО ЗАПОВЕДНИКА И СОПРЕДЕЛЬНОЙ ТЕРРИТОРИИ

А.Г. Рогозин

e–mail: rogozin@ilmeny.ac.ru

Ильменский государственный заповедник УрО РАН Статья поступила 30 августа 2003 г .

Введение Проблема изучения и сохранения биологического разнообразия является одной из важнейших в современной экологии. Основные закономерности биоразнообразия еще находятся в стадии выявления, методические основы этой дисциплины требуют дальнейшей разработки .

При исследовании закономерностей ценотического разнообразия сообщество обычно исследуется как одноуровневая совокупность видовых популяций: изучение –разнообразия сводится к раскрытию закономерностей видового разнообразия и видового богатства, при изучении

–разнообразия сообщества рассматриваются как группировки одного надвидового уровня, выделенные с разной степенью субъективности. При этом в роли дискретных элементов, число и соотношение которых является основой разнообразия, учитывают только виды, но не видовые объединения .

Одна из важных, но мало исследованных проблем закономерности биоразнообразия в многоуровневой организации фито– и зооценозов .



Очевидно, следует давать оценку разнообразия сообщества не только как совокупности входящих в его состав видов (видовое богатство, видовое разнообразие), но и как совокупности соподчиненно организованных структурных единиц видовых групировок разного уровня. Кроме того, необходимо также измерять разнообразие внутри каждой из этих единиц (в разных дисциплинах они именуются по–разному в зависимости от вкладываемого смысла: таксоценозы, синэкологические группы, синузии и т. д.) .

Наименование «синузия» вслед за Ю.Г. Андреяшкиным с соавторами [2] мы [13] считаем наиболее приемлемым для планктонных сообществ, о которых далее пойдет речь. Конечной целью исследования должен стать ответ на вопрос сохраняется ли относительный уровень разнообразия на разных уровнях иерархии сообщества .

Планктонные зооценозы могут служить одним из наиболее удобных объектов при исследовании ценотического разнообразия. Высокая плотность организмов планктона способствует адекватному применению методов математического анализа. Наличие четкой пространственной обособленности водоема позволяет избежать субъективности в выделении границ сообществ, дает возможность использовать в процедурах кластерного анализа тетрахорические коэффициенты корреляции узкого ценотического диапазона, дающие неплохо интерпретируемые результаты. Невозможность визуального выделения структурных единиц в планктонных ценозах из–за кажущейся однородности водной толщи требует применения строго объективных методов (математического анализа) .

Для измерения сложности любых ценозов (и вообще систем) начиная с Р. Маргалефа [15] широко применяется информационная мера Шеннона [1, 3, 4, 9, 16, 17 и др.]. Этот же показатель Закономерности ценотического разнообразия 137 в настоящее время является по существу стандартным при измерении биоразнообразия (обзор см. [8]). А.Ф. Алимов [1] рассматривает индекс Шеннона одновременно как меру сложности (прежде всего, структуры доминирования), так и биоразнообразия в сообществах .





Наши исследования [11] показали, что сложность структуры зоопланктонных ценозов во многих случаях более эффективно, чем индексом Шеннона, выявляется предложенными автором показателями, прежде всего коэффициентом структурированности (СС). Одно из преимуществ СС перед индексом Шеннона в том, что при вычислении СС учитывается «значимость»

видов (они ранжируются по индексу ценотической значимости (ИЦЗ), учитывающему частоту встречаемости вида в сообществе). Дальнейший ход исследований разнообразия сообщества как многоуровневой системы достаточно прост. Проводится кластерный анализ сообщества .

Выделенные структурные единицы оцениваются на выровненность по ИЦЗ, т. е. определяются сложность и разнообразие сообщества как системы иерархически организованных группировок [10, 12]. Затем измеряется сложность и разнообразие внутри самих структурных единиц ценоза .

Наконец, сравниваются относительный уровень сложности–разнообразия по всей вертикали сообщества (видысинузии–группы синузий, последние мы предлагаем именовать метасинузиями) .

1. Методика исследования В 19972002 гг. был исследован зоопланктон девяти разнотипных озер, расположенных в восточных предгорьях Южного Урала: Аргаяш, Бараус, Демидовское, Ильменское, Большое Миассово, Малое Миассово, Савелькуль, Большой Таткуль, Тургояк. Озера представляют широкий спектр олиготрофно–эвтрофной сукцессии, включая и олигодистрофию. Применены стандартные методы отбора и обработки проб [7]. ИЦЗ вычислен по предложенной формуле [6] .

Для выявления структурных единиц в сообществе применен метод кластерного анализа видовых списков (каждый соответствует одной пробе зоопланктона) на основе коэффициента сопряженности Коула, использование которого было обосновано ранее [5, 10]. Были выявлены структурные единицы двух иерархических уровней синузии и метасинузии. Сложность структуры сообщества в целом, а также отдельных синузий и метасинузий оценивали с помощью СС [11]. Оценку сложности по СС мы в дальнейшем рассматриваем также как меру разнообразия сообщества и его структурных единиц, что полностью согласуется с представлениями А.Ф. Алимова [1] о связи сложности и биоразнообразия .

2. Результаты и их обсуждение Характеристики структуры зоопланктонных сообществ исследованных озер представлены в таблице. Водоемы расположены в псевдосукцессионном порядке от олиготрофии (Тургояк) до олигодистрофии (Демидовское) .

–  –  –

Показатель СС в таблице характеризует выровненность видов в сообществе по ИЦЗ и разнообразие зоопланктоценозов на видовом уровне. Он аналогичен «видовому разнообразию», измеряемому индексом Шеннона. Как и следовало ожидать, наивысшие значения показателя характерны для сообществ олиготрофного (Тургояк) и олигодистрофного (Демидовское) озер .

Водоемы мезотрофного и мезоэвтрофного типов имеют более низкое разнообразие сообществ на видовом уровне организации .

Показатель ССsyn соответствует выровненности в сообществе по среднему ИЦЗ синузий видовых объединений [11, 13]. Нетрудно заметить, что независимо от числа выявленных синузий разнообразие сообществ на уровне структурных единиц 1–го порядка (виды) и 2–го порядка (синузии) сохраняется почти неизменным СС и ССsyn сходны для каждого зоопланктоценоза (при размахе колебаний показателя от 0,66 до 7,70 среднее отличие составляет 0,08 .

В каждом сообществе синузии объединяются в группировки, которые мы называем метасинузиями. Число их также приведено в таблице. Выровненность распределения метасинузий по среднему ИЦЗ входящих в их состав синузий характеризует показатель CCmtsyn. Он мало отличается как от СС, так и от ССsyn (в среднем по сообществам 0,08 и 0,84 соответственно). Таким образом, величина разнообразия ценоза, измеренная на уровне метасинузий (структурных единиц сообщества 3–го порядка) остается почти такой же, как и на более низких уровнях иерархии .

Представляет интерес также измерение разнообразия внутри самих структурных единиц сообщества (синузий и метасинузий). Для зоопланктоценоза каждого из озер с помощью показателя СС вычислена средняя выровненность распределения по ИЦЗ видов, входящих в состав синузий (обозначим этот показатель ССsyn) и синузий, входящих в состав метасинузий (ССmtsyn) .

Выясняеться, что степень выравненности как мера разнообразия структурных единиц внутри единиц более высокого порядка сохраняется на разных иерархических уровнях сообщества .

Более того, выровненность внутри самих структурных единиц высшего порядка, будь то синузии или метасинузии, соответствует общему уровню биоразнообразия сообщества (табл.) .

Рассмотрим два конкретных примера сообщества мезоэфтрофного озера Ильменское и олигодистрофного Демидовского озера. Водоемы сильно отличаются типологически по сумме характеристик (физико–химические свойства воды, видовой состав биоты и т. д.) .

В зоопланктоне Ильменского озера зарегистрировано 30 видов, все они обычны в водоемах умеренных широт. Основу комплекса составляют тривиальные виды: коловратка Asplanchna priodonta, веслоногие Cyclops scutifer, Eudiaptomus gracilis, Mesocyclops leuckarti и M. oithonoides, ветвистоусые Ceriodaphnia quadrangula, Daphnia longispina, Diaphanosoma brachyurum, большинство из них гидробионты, характерные для морфометрически мезотрофных и эвтрофных озер, хотя некоторые формы (Cyclops scutifer, Daphnia longispina и др.) более свойственны олиготрофным озерам. Мы рассматриваем сообщество как непрерывный континуум, поэтому построение кривых доминирования на основе ИЦЗ проводится за весь ряд наблюдений за соообществом Ильменского озера (2000…2002 гг.). На рис. 1 показаны кривые доминирования в сообществе зоопланктона Ильменского озера на уровнях видовом, синузиальном и метасинузиальном. В видовом списке, подвергнутом кластерному анализу, выявлено 8 синузий, включающих от 2 до 4 видов, которые при ранжировании по среднему ИЦЗ и дали соответствующую кривую. Синузии объединяются в 4 метасинузии (по 1…3), также расположенные в порядке «доминирования» (рис. 1). Хорошо видна большая и сходная крутизна наклона кривых, что демонстрирует сходную выровненность структурных единиц на всех уровнях иерархии сообщества .

Закономерности ценотического разнообразия 139 ИЦЗ 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00

–  –  –

Рис. 1. Диаграмма доминирования в сообществе зоопланктона Ильменского озера (г. Миасс) Несмотря на небольшие размеры дистрофного Демидовского озера (исследовано в 2001 г.), зоопланктон его представлен 34 видами. Характерно сочетание озерных пелагических видов (D. cucullata, E. gracilis, C. scutifer) и типично болотных или озерно–болотных (Acanthocyclops languidoides, Alonopsis ambigua, Eucyclops speratus и др.), причем последние заметно преобладают по видовому богатству. Наличие значительного числа озерных форм (помимо названных выше, это Bosmina kessleri, C. strenuus и др.) в сочетании с типично болотными и озерно–болотными видами свидетельствует об умеренной трансформации зоопланктонного видового комплекса в условиях зарастания и заболачивания озера. В сообществе Демидовского озера выявлено 7 синузий, включающих от 2 до 5 видов зоопланктона и 4 метасинузии, объединяющие от 1 до 3 синузий каждая. На рис. 2 показаны кривые доминирования для 3–х уровней организации сообщества (аналогично Ильменскому озеру). Как видим, несмотря на практически равное с Ильменским озером число структурных единиц на каждом из уровней иерархии, степень доминирования в них резко отличается (см. рис. 1). В то же время в самом сообществе Демидовского озера все уровни имеют примерно одинаковую выровненность слагающих их структурных единиц, о чем свидетельствует наклон кривых (рис. 2). Видно также, что он значительно меньше, чем в Ильменском озере, что показывает бльшую структурированность сообщества и, следовательно, большее разнообразие .

А.Г. Рогозин 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00

–  –  –

Рис. 2. Диаграмма доминирования в сообществе зоопланктона Демидовского озера (Ильменский заповедник) Заключение Итог исследования можно проиллюстрировать диаграммой (рис. 3). Каждой из осей («виды», «синузии», «метасинузии») соответствуют значения коэффициента структурированности из таблицы. Линии сетки на диаграмме образуют равносторонние треугольники. Сохранение величины биоразнообразия на разных уровнях иерархии в зоопланктонных сообществах двух совершенно разнотипных озер хорошо видно из того, что соответствующие графы образуют треугольники, близкие по форме к равносторонним .

Таким образом, настоящее исследование подтверждает предположение о сохранении относительного уровня разнообразия на разных уровнях иерархии сообщества .

–  –  –

Список литературы

1. Алимов А.Ф. Биоразнообразие как характеристика структуры сообщества // Известия РАН .

Сер. биол., 1998. № 4. С. 434439 .

2. Андреяшкин Ю.Г., Любимова Т.С., Ярушина М.И. Структура планктонного сообщества рыбоводных прудов Южного Урала // Экология, 1974. № 4. С. 5360 .

3. Андроникова И.Н. Структурно–функциональная организация зоопланктона озерных экосистем разных трофических типов. Автореф. дис. … докт. биол. наук. Л., 1989. 39 с .

4. Гиляров А.М. Соотношение биомассы и видового разнообразия в планктонном сообществе // Зоол. журн., 1969. Т. 48. Вып. 4. С. 485493 .

5. Крылов В.В. О сопряженности видов применительно к планктону // Океанология, 1968. № 2 .

С. 301311 .

6. Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. М.: Наука,1975. 240 с .

7. Методические рекомендации по сбору и обработке материалов при гидробиологических исследованиях на пресноводных водоемах. Зоопланктон и его продукция. Л.: ГосНИОРХ,

1984. 34 с .

8. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение. М.: Мир, 1992. 184 с .

9. Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях. М.: Наука, 1982. 288 с .

10. Рогозин А.Г. К экологии пресноводных турбеллярий. Поиск методов выделения синэкологических групп // Зоол. журн., 1992. Т. 71. Вып. 6. С. 510 .

11. Рогозин А.Г. Особенности структурной организации зоопланктонного сообщества в озерах разного трофического статуса. Видовые популяции // Экология, 2000. № 6. С. 438443 .

12. Рогозин А.Г. Особенности структурной организации зоопланктонного сообщества в озерах разного трофического статуса. Зоосинузии // Экология, 2001. № 4. С. 313316 .

13. Снитько Л.В., Рогозин А.Г. К оценке структурной организации фитопланктона (озеро Большое Миассово, Южный Урал) // Экология, 2002. № 6. С. 426430 .

14. Численко Л.Л. Номограммы для определения веса водных организмов по размерам и форме тела. Л.: Наука, 1968. 287 с .

15. Margalef R. Information theory in Ecology // Gen. Syst. 1958. Vol. 3. P. 3671 .

16. Margalef R. Correspondence Between the CLassic Types of Lakes and Structural and Dynamical Properties of their Populations // Verh. Internat. Verrein. Limnol. 1964. Vol. 15. Pt. 1. P. 169175 .

17. Odum E.P. Relations Between Structure and Function in Ecosystems // Japan J. Ecol. 1962 .

Vol. 12. P. 108118 .






Похожие работы:

«ОСТРОВНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ И ВИДООБРАЗОВАНИЕ У ВРАНОВЫХ ПТИЦ В ВОСТОЧНОЙ АЗИИ А. П. Крюков, Л. Н. Спиридонова Острова традиционно служат моделями для изучения эволюционных процессов (Wallace, 1880). Близкие к современным очертания восточной окраины Северной Азии начали формироваться в миоцене в результате возникновения Японской и Курильской островн...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации САРАТОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Г . ЧЕРНЫШЕВСКОГО Кафедра общей геологии и полезных ископаемых "Оценка загрязнения грунтовых вод и почво-грунтов нефтепродуктами в зонах влияния автозаправочных ком...»

«ЛИТЕРАТУРНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗА 1998—2002 гг. Губанов И.А., Калиниченко И.М., Щербаков А.В.1. Абрамов Н.В. Метод конкретных флор А.И.Толмачева в изучении флоры Республики Марий Эл // Изучение биологического разнообразия методами сравните...»

«Конспект непосредственно образовательной деятельности по экологическому воспитанию старших дошкольников "Редкие животные Кольского полуострова". Подготовила Посаженникова Екатерина Андреевна, воспитатель МБДОУ № 50, г. Мурманск. Цель: формирование экологических предст...»

«Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2010. – Т. 19, № 2. – С. 92-97. УДК 574.5 ДИНАМИКА СТАЦИОНАРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛЕДОВ ЛЕСНОЙ КУНИЦЫ (MARTES MARTES L.) ПОД ВЛИЯНИЕМ АНТРОПОГЕННОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ С...»

«РОССИЙСКИЙ М ОРСКОЙ РЕГИС ТР СУД ОХОД СТВА Электронный аналог печатного издания, утвержденного 03.10.17 ПРАВИЛА КЛАССИФИКАЦИИ И ПОСТРОЙКИ МОРСКИХ СУДОВ Часть IX М ЕХАНИЗМ Ы НД № 2-020101-104 Санкт-Петербург украшения для одежды Правила классификации и постройки морских судов Российского морского регистра судоходства утверждены в со...»

«Самарская Лука. 2008. – Т. 17, № 3(25). – С. 650-000. © 2008 А.Н. Дзюбан, Л.А. Выхристюк, Е.П. Романова НИНА НИКОЛАЕВНА ГУСЕВА (1913-1995) Dzuban A.N., Vychristuk L.A., Romanova E.P. Nina Nikolaevna Guseva (1913-1995...»

«УТВЕРЖДАЮ И.о. директора ИПР В.С. Рукавишников "" 2016 г. БАЗОВАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ СИСТЕМНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА ТЕРРИТОРИИ Направление ООП 21.04.02 "Землеустройство и кадастры" Профиль подготовки "Управление земельными ресурсами" Квалификация (степень) Магистр Базовый учебный план приема 2016...»







 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.