Автореферат

• дисертації на здобуття наукового ступеня
• кандидата біологічних наук
• 03.00.10 - Іхтіологія
• Іхтіофауна та показники якості води Молочного лиману в зв`язку з рибогосподарським використанням водойми
• Демченко Віктор Олексійович

Київ 2004

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано у відділі санітарної та технічної гідробіології Інституту гідробіології НАН України.

Науковий керівник: доктор біологічних наук Харченко Тарас Андрійович Завідувач відділом санітарної та технічної гідробіології.

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, член кореспондент НАН України Шульман Георгій Євгенович Інститут біології південних морів ім. О.О. Ковалевського НАН України, завідувач відділом.

кандидат біологічних наук, Алексеєнко Вадим Романович, Київський національний університет ім. Т.Г. Шевченка, доцент кафедри зоології.

Провідна установа: Херсонський державний аграрний університет Міністерства агропромисловго комплексу України

Захист дисертації відбудеться “ 16 ” березня 2004 р. о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.213.01 при Інституті гідробіології НАН України за адресою: 04210, м. Київ - 210, проспект Героїв Сталінграда, 12. З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту гідробіології НАН України

Автореферат розісланий 12.02. 2004 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат біологічних наук Н.І. Гончаренко

1. Загальна характеристика роботи

іхтіофауна молочний лиман риба

Актуальність теми. Однією з водойм, що цілком відповідає засадам Рамсарської конвенції й занесена до її списку як водно-болотне угіддя міжнародного значення, котре за всіма екологічними ознаками функціонує як водний екотон типу “річка-море”, є Молочний лиман. Ця унікальна водойма півдня України віднесена до категорії загальнодержавних гідрологічних заказників. Специфікою еволюційного розвитку лиману є те, що декілька століть тому гідрологічні та інші природні чинники обумовили його перетворення в солоне озеро з обмеженими якісними та кількісними показниками біологічного різноманіття. Відновлення функціональної активності екосистеми лиману відбулось у наслідок дії переважно антропогенних чинників вже в середині ХХ століття. Однак, певні природні, економічні, господарчі та інші обставини останніх десятиліть призвели до потужних зворотних процесів розбалансування водообміну в екотоні та значного регресу за показниками біорізноманіття. Відсутність технічних та інших можливостей протягом значного часу дотримувати сталий режим водообміну в лимані і запобігати значним флуктуаціям на гідрохімічному рівні (особливо це стосується солоності), спричинила значні коливання показників видового складу та чисельності гідробіонтів.

Риби, як представники верхнього щаблю трофічної піраміди, є найбільш чутливою її ланкою щодо стану середовища в цілому та якості води зокрема. Відтак визначення якісних та кількісних показників стану досліджуваної нами групи, постаючи своєрідним біологічним індикатором екологічного стану водойми, дозволяє відстежити тенденції до змін антропогенного походження.

Саме ця обставина, на наш погляд, робить дослідження динаміки видового різноманіття іхтіофауни та структури популяцій окремих риб в умовах постійної антропогенної трансформації водойми, актуальними, особливо з позиції поглибленого вивчення сучасного стану Молочного лиману.

Не менш важливою причиною обрати наведені вище аспекти взаємовпливу антропогенних та природних чинників генезису екосистеми лиману за об'єкт нашого дослідження стала безперечна доцільність подальшого вивчення лиману як перспективної нерестової акваторії та нагульної водойми для промислових видів риб. Окремої уваги потребує факт виключно великого питомого значення Молочного лиману у господарчому аспекті як одного з двох нині існуючих (другий - Сиваш) нерестовищ акліматизованого в Україні далекосхідного виду піленгаса - одного з наймасовіших із цінних промислових видів усього Азово-Чорноморського басейну.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в рамках наукової програми Науково-дослідного інституту Біорізноманіття наземних та водних екосистем України при Мелітопольському державному педагогічному університеті "Моніторинг і підтримка біологічного різноманіття в водно-болотних угіддях України" у відповідності до теми Лабораторії іхтіології та загальної гідробіології НДІ Біорізноманіття “Моніторинг іхтіофауни та підтримка біологічного різноманіття Молочного лиману та прилеглої частини Азовського моря”.

Мета і завдання дослідження. Мета роботи полягає у встановленні видового різноманіття іхтіофауни водойми та структури популяцій риб у поєднанні з динамікою якісних показників води та подальшою перспективою рибогосподарського використання водойми.

Для цього були окреслені наступні завдання:

з'ясувати основні характеристики хімічних показників якості води у зв'язку з антропогенною трансформацією лиману;

встановити видовий склад риб та відмітити особливості їх розподілу в акваторіях досліджуваної водойми;

дослідити розмірно-масову та вікову структуру популяцій риб різних екологічних груп;

проаналізувати зміни складу іхтіофауни лиману в зв`язку із процесами довготривалої трансформації водойми;

проаналізувати подальші перспективи рибогосподарського використання лиману та його біоресурсів за умови відновлення стабільного гідрологічного та гідрохімічного режимів;

встановити закономірності формування іхтіоценозів водойми в залежності від загального екологічного стану в окремі періоди.

Об'єктом дослідження була динаміка видового складу, структура популяцій риб та генезис екосистеми Молочного лиману в умовах постійної антропогенної трансформації водойми.

Предметом дослідження була іхтіофауна Молочного лиману в умовах нестабільності екосистеми водойми.

Методи дослідження. Для виконання запланованих завдань були проведені збір та обробка іхтіологічного матеріалу за стандартними методами (Правдин,1939, 1966; Чугунова, 1959). Аналіз якості води за гідрохімічними показниками також був виконаний на основі стандартних методів (Алекин и др, 1973; Лурье, Рыбников, 1974; Брызгалов, Семенов, 1976; Государственные стандарты..., 1976; Унифицированные методы..., 1977; Лурье 1984). Статистичну обробку зібраних матеріалів проводили використовуючи біометричні методи (Лакин, 1973, 1980).

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше за останні 40 років, на основі комплексного підходу, нами був проведений детальний аналіз стану іхтіофауни Молочного лиману. Вивчено основні популяційні показники рибного населення водойми з урахуванням абіотичних (гідрологічних, гідрохімічних і ін.) та антропогенних чинників (інтенсивність штучної підтримки гідрологічного режиму, промисел). Проведено детальне узагальнення та виявлено закономірності формування окремих складових частин екосистеми Молочного лиману за останні 100 років.

Вперше, протягом п'яти років (1996-2000), досліджено динаміку різноманіття іхтіофауни лиману у зв'язку з коливаннями показників якості води, викликаних природною та штучною реконструкцією водойми.

Проведено поглиблену ревізію видового складу іхтіофауни та досліджено популяційну структуру окремих видів риб лиману і виявлено тенденції їх наступного розвитку.

Практичне значення одержаних результатів. Результати дослідження іхтіофауни Молочного лиману мають вагоме значення для визначення механізмів функціонування водних екотонів типу “річка-море” з метою відновлення та збереження біологічного різноманіття природних комплексів подібного типу. В практичному виконанні робота дозволяє окреслити напрямки збереження, раціонального використання та відтворення рибних ресурсів не тільки Молочного лиману, а й інших подібних водойм, що функціонують в імпульсно-стабілізованому режимі.

Отримані дані динаміки популяційних показників окремих видів риб можуть бути використані при проведенні довготривалого моніторингу стану водних екосистем регіону, а також для прогнозування їх змін під впливом антропогенних чинників. На основі отриманих даних розроблені та впроваджуються рекомендації щодо покращення екологічного стану лиману в умовах постійної флуктуації гідрологічного та гідрохімічного режимів у зв'язку із штучною довготривалою трансформацією водойми та інтенсифікацією рибного промислу.

Частина фіксованих матеріалів була передана до фондів Національного зоологічного музею НАН України для наступного використання іншими дослідниками.

Результати досліджень можуть бути використані при створенні кадастру тваринного світу регіону та підготовці фауністичних зведень України, при викладанні зоології, екології у вузах та при розробці рекомендацій з охорони рибних запасів і прогнозних пропозицій поліпшення екологічного стану рибогосподарських водойм, а також при обчисленнях лімітів вилову риб в лимані установами Департаменту рибного господарства та Міністерства екології та природних ресурсів України.

Особистий внесок здобувача. Вивчено видовий склад іхтіофауни та розмірно-масові, вікові показники популяцій риб в досліджуваній водоймі. Проведено збір та аналіз експедиційних уловів. Виконано частковий гідрохімічний аналіз води за окремими показниками (визначення рівню солоності, розчиненого у воді кисню).

Зібраний іхтіологічний матеріал проаналізований та статистично опрацьований згідно з прийнятими методиками. Автором у програмі FOXPRO 2.0 для MS-DOS розроблено оригінальні програми для обробки іхтіологічних даних і проведення статистичного аналізу.

Апробація результатів роботи. Результати п'ятирічних досліджень були представлені на: II з`їзді Гідроекологічного товариства України (м. Київ, 1997), Всеукраїнській ювілейній науковій конференції "Гідрологія і гідрохімія на межі XX- XXI сторіч" (м. Київ, 1999), науково-практичній конференції “Географічні проблеми розвитку півдня України у XXI столітті” (м. Мелітополь, 2000), конференції молодих дослідників “Понт-Эвксинский” (м. Севастополь, 2000), І Міжнародній науковій конференції “Структура и функциональная роль животного населения в природных и трансформированных экосистемах” (м. Дніпропетровськ, 2001), другій міжнародній конференції молодих дослідників “Проблемы экологии Азово-Черноморского бассейна: современное состояние и прогноз. Понт-Эвксинский-2” (м. Севастополь, 2001), міжнародній науково-практичній конференції “Геоэкологические и биоэкологические проблемы Северного Причерноморья” (м. Тирасполь, 2001), всеукраїнській зоологічній конференції “Зоологічні дослідження в Україні на межі тисячоліть” (м. Кривий Ріг, 2001), всеукраїнській науково-практичній конференції “Соціально-економічні проблеми природокористування та екології” (м. Миколаїв, 2001), всеукраїнській конференції студентів, аспірантів та молодих вчених “Біорізноманіття природних та техногенних біотопів України” (м. Донецьк, 2001), ІІІ з`їзді Гідроекологічного товариства України “Гідроекологія на межі тисячоліть” (м. Тернопіль, 2001).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 12 наукових праць, 6 з яких у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертацію викладено на 178 сторінках машинописного тексту. Вона складається з вступу, 5 розділів, висновків, списку літератури (151 найменування). Результати представлені в 63 таблицях і 52 ілюстраціях.

2. Основний зміст роботи

У Вступі обґрунтовано актуальність теми дослідження, визначено його мету та завдання, висвітлено наукову новизну одержаних результатів, особистий внесок здобувача, вказано, на яких наукових конференціях обговорювалися результати дослідження.

Літературний огляд досліджень молочного лиману

Звертається увага на розвиток досліджень екотонних комплексів в Україні та інших регіонах світу, розкриваються проблеми вивчення біорізноманіття в змінених екосистемах. Надається коротка інформація про гідрохімічні, іхтіологічні та гідробіологічні наукові роботи на Молочному лимані.

Історія формування екосистеми Молочного лиману

Проведений за літературними даними історичний аналіз існування Молочного лиману показує, що для його екосистеми є характерними чотири стани. В залежності від ступеню його зв'язку з Азовським морем нами вони були умовно поділені на:

- відкритий (затока Азовського моря, період до ХV ст.);

- закритий (солоне озеро, період з кінця ХV ст. до 1943 р.);

- напіввідкритий (сполучення з Азовським морем відбувається за рахунок широкої та добре функціонуючої протоки або декількох проток, період з 1943 р. до 1972 р.);

- напівзакритий (сполучення з Азовським морем відбувається за рахунок однієї протоки, що функціонує періодично або обмежено, період з 1972 р. до теперішнього часу).

Кожний з названих станів характеризувався своєю специфікою гідрологічного, гідрохімічного та гідробіологічного режимів.

Відомості щодо лиману, коли він був відкритою затокою Азовського моря, в літературі відсутні. Вірогідно, що (за всіма показниками) йому були притаманні ознаки затоки Азовського моря.

Стан “лиман-озеро” характеризувався значною специфікою умов, серед яких найбільше значення мали показники мінералізації води, що коливались від 25 г/л в 1929 р. до 60 і більше в 1939 р.

Напіввідкритий стан характеризувався стабільністю гідрохімічних показників, особливо солоності, що стало умовою певної стабільності гідробіологічного режиму. Саме в той період відмічалось максимальне видове різноманіття риб (39) та найбільша рибопродуктивність (54 кг/га).

фізико-географічна характеристика району досліджень

Згідно з фізико-географічним районуванням України, Молочний лиман відноситься до Присивасько-Приазовської степової області Причорноморської південно-степової провінції. Адміністративно ця акваторія знаходиться в Запорізькій області і розташована на територіях Якимівського, Приазовського та Мелітопольського районів. В розділі описані особливості гідрометеорологічних умов, характеризуються пункти досліджень, надається картосхема станцій

Матеріал і методика дослідження

Збір фактичного матеріалу здійснювали протягом 1996-2000 років. Роботу виконано на стаціонарному пункті та під час експедицій кожного сезону за стандартною сіткою станцій. Для отримання початкового іхтіологічного матеріалу були використані зяброві сітки, ятери, мальковий волок, закидний невід, напівмеханічна драга. При обробці матеріалу використовували загальноприйняті іхтіологічні методики (Правдин 1939, 1966).

Для з'ясування якості води Молочного лиману за гідрохімічними показниками проводили посезонний збір гідрохімічних проб. Аналіз здійснювали за двома напрямками. Перший виконувався під час експедицій з метою отримання результатів щодо солоності та розчиненого у воді кисню. Другий - в лабораторії якості поверхневих вод Мелітопольської міжрайонної екологічної інспекції в Запорізькій області за наступними характеристиками: вміст основних іонів, вміст розчиненого кисню, вміст забруднюючих речовин. Під час виконання аналізу використовували класичні методи гідрохімічних досліджень (Брызгалов, Семенов, 1976; Государственные стандарты, 1976; Алекин и др, 1973; Лурье, Рыбников, 1974; Лурье 1984; Унифицированные методы..., 1977).

За роки досліджень зібрано та опрацьовано 171 гідрохімічну пробу води, проаналізовано 408 улови з різних знарядь лову та проведено повний біологічний аналіз 9927 особин різних видів риб.

Сучасний стан Молочного лиману в умовах

нестабільного зв`язку з Азовським морем

Якість води Молочного лиману в період 1996-2000 років. В сучасних умовах Молочний лиман перебуває в напівзакритому стані з тенденцією до погіршення хімічних показників якості води та стану іхтіофауни.

Перш за все слід відмітити підвищення солоності води лиману в період досліджень до 20,9 г/л та значну її динаміку від 5.6 г/л до 39.9 г/л. Ці показники найвищі протягом усього періоду напівзакритого стану у зв'язку з суттєвим погіршенням водообміну між морем та лиманом.

Стратифікація води за показниками солоності у водоймі дещо змінилась, на відміну від минулих років. Значення Азовського моря при опрісненні лиману значно зменшилось, але інколи мало сезонний вплив на показники солоності в середній та нижній частинах водойми в залежності від масштабів гідромеліоративних робіт. В період досліджень найбільш солоними акваторіями лиману були середня та низова. У верхів'ї мінералізація води коливалась в межах 5.6 - 26.3 г/л та в середньому становила 17.4 г/л.

У водах лиману превалюють іони натрію, калію, хлориди та сульфати (табл. 1). Вода відноситься до хлоридно-натрієвого класу другого типу. Значні коливання в складі іонів обумовлені динамікою водних мас та періодичним впливом Азовського моря та ріки Молочної. При цьому відбуваються процеси зіткнення, змішування та трансформації річкових та морських вод.

Води Молочного лиману в залежності від сезону року та ділянок акваторії належать до слабокислих, нейтральних та слаболужних. Мінімальні показники рН за роки досліджень становили 5.75, максимальні 8.4, в середньому 7.01.

Таблиця 1 Середні значення іонів в Молочному лимані за роками досліджень (мг/л)