Функциональная структура биоты в природных экосистемах Камчатки (стр. 1 )

На правах рукописи

СМЕТАНИН Анатолий Николаевич

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА БИОТЫ В ПРИРОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ КАМЧАТКИ

03.02.08 – Экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ

Балашиха

2011

Работа выполнена в Камчатском филиале Российского государственного университета туризма и сервиса «КФ ФГО УВПО РГУТиС» и ФГО УВПО «Российский государственный аграрный заочный университет»

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

доктор биологических наук

доктор биологических наук,

профессор Остапенко Владимир

Алексеевич

Ведущая организация: ФГО УВПО "Приморская государственная сельскохозяйственная академия".

Защита состоится «___» ________ 2011 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д.220.056.01 в ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет» Московская обл., .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет».

Автореферат размещен на сайте ВАК *****@***gov. ru

«____» ______________ 2011 г. и разослан «____» ______________ 2011 г.

Секретарь ученого совета,

кандидат биологических наук

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Природа Камчатки за обозримую историю своего существования претерпела немного изменений, сохранив уникальные, но малоизученные природные комплексы. Это один из тех крупных регионов мира, где еще в высокой степени сохранились первичные природные экосистемы. Однако в районах концентрации промышленного потенциала, каковыми являются Петропавловско-Елизовская агломерация, Вилючинский военно-стратегический комплекс, некоторые другие районы в центральной, юго-восточной и по западной Камчатке, существует прямая угроза экологической безопасности.

Камчатский край входит в состав Дальневосточного федерального округа. Площадь земельного фонда – 46427,5 тыс. га. Главная его составляющая – п-ов Камчатка, площадь которого – 269 тыс. км2, максимальная ширина – 480 км, длина – около 1200 км. С востока его омывают воды Тихого океана, с северо-востока – Берингово море, с запада – Охотское море. На морских побережьях и в приустьевых участках рек расположено большинство населенных пунктов. Численность населения составляет 342,3 тыс. человек, плотность населения – 0,7 чел./км2. Большинство населения проживает в Петропавловске-Камчатском, Елизово, Вилючинске. Территория края относится к местам традиционного проживания народов Крайнего Севера.

Изложенное обуславливает актуальность изучения природных экосистем, их развитие и современное состояние.

Цели, задачи и основные направления исследований. Целью исследования явилось изучение особенностей развития и функциональной организации основных биокомплексов Камчатки, а также их преобразования в условиях возрастающего антропогенного воздействия.

Реализация поставленной цели предполагает решение следующих задач:

- разработка типологии природных экосистем;

- составление списка видового разнообразия основных таксономических групп биоты;

- исследование структуры, функционирования и территориального распределения природных биокомплексов;

- установление исторических связей формирования региональной биоты;

- оценка экологического состояния окружающей среды и поиск путей сохранения биоразнообразия при возрастающем техногенном воздействии.

Научная новизна

Установлены основные типы экосистем Камчатки и их биотопы. Произведен анализ доминирующих групп региональной биоты: сосудистых растений, насекомых, рыбообразных и рыб, птиц и млекопитающих, обнаружены и описаны новые виды (короед Dryocoetes krivolutzkajae Mand., ручейник Hydropsyche smetanini Nimmo). Изучена функциональная структура биологического разнообразия в природных экосистемах, создана база данных по биоразнообразию Камчатки и предложен метод ее использования с помощью политомического ключа на ЭВМ. Описана сырьевая база и использование биоресурсов края, дана оценка рационального использования промысловых видов животных, выработана стратегия и разработана система мероприятий сохранения биологического разнообразия. Выделены гипотетические типы палеодендрофлоры и фаунистические палеокомплексы; определены основные факторы среды, формирующие природные экосистемы; прослежена преемственность современной биоты с древними фаунами Камчатки.

Практическая значимость

Предложены первоочередные мероприятия по сохранению биоразнообразия в наземных, околоводных и морских экосистемах Камчатки. На основе изучения биологических особенностей растений-дикоросов предложены способы использования их в пищу. Научное обосновано проведение комплексного мониторинга в бассейне р. Кичиги за лососями и другими группами животных. Дана оценка использования биологического потенциала в процессе природопользования на Камчатке. Разработаны рекомендации по обеспечению мер экологической безопасности для сохранения биоты в системе природопользования.

Объекты и методы исследований. Исследования проводились в период 1983-2010 гг. во время экспедиций в системе Камчатрыбвода параллельно с выполнением основной задачи – рыбохозяйственного обследования лососевых рек: в 1983 г. – окрестности лагуны Маламваям (восточное побережье), в 1986 г. – бассейн р. Ича (западное побережье), в 1987-1993 гг. – речные бассейны в окрестностях Ильпыря, Кичиги, Тымлата, Оссоры (северо-восточное побережье), в 1991 г. – окрестности пос. Апуки, Кавачи (рис. 1) и последующего анализа и обобщения полученных материалов. В 1995 г. исследовалась экосистема и лежбища морских млекопитающих на о. Верхотурова (Берингово море). Наблюдения и сбор биологического материала проводился в Кроноцком государственном биосферном заповеднике (1985 г. – Пихтовая роща), в 1984-1985 гг. – на западных отрогах Валагинского хребта, по долине р. Левая Щапина в лесных массивах елово-лиственничной тайги.

Экспедиционные маршруты совершены по Южной Камчатке в окрестностях Петропавловска, Елизово, Сев. Коряк, Сосновки, Паратунки, пос. Термального, Авачинского и Корякского вулканов, долине р. Налычево.

Оригинальные наблюдения проведены на участке морского берега в устье р. Ука, на о. Манчжур, на реках Маламваям. Основной материал собран на Кичиге и ее окрестностях – реках Вироваям, Белая, Паклаваям, Сигаэктап, о. Верхотурова, Тымлатских горячих источниках, а также во время морских экспедиций (исследование Decapoda в Охотском море, 1996 г. и др.). Дополнительный материал по гидробионтам собран в Авачинском и Кроноцком заливах Тихого океана (2000 г.).

На Кичигинском контрольно-наблюдательном пункте проводились стационарные исследования насекомых, рыб, птиц, млекопитающих. В ивово-ольховых пойменных насаждениях и разреженных ленточных каменноберезняках учитывалась степень повреждения и развитие очагов массового размножения листогрызущих насекомых, характер травостоя, сроки наступления фенологических фаз развития растительности. В инсектарии проводились наблюдения за развитием насекомых-фитофагов и энтомофагов.

Рис. 1. Места экспедиционных маршрутов автора: 1 - бассейн р. Маламваям (1983 г.), 2 - бассейн р. Камчатка (1984 г.), 3 - бассейн р. Нов. Семячик (1985 г.), 4 - бассейн р. Ича (1986 г.), 5 - бассейн р. Кичига (1987-1994 гг.), 6 - бассейн р. Сигаэктап (1990 г.), 7 - бассейн р. Апука (1991 г.),

8 - о. Верхотурова (1995 г.)

Общая протяженность маршрутов составила 12,0 тыс. км; количество заложенных биоценотических площадок – 70, пробных площадей – 5, проведен биологический анализ 10,0 тыс. экз. лососей, учтено 2,0 тыс. экз. мальков и молоди этих рыб, обследовано 5,0 тыс. экз. крабов, 116 экз. птиц, собрано 458 экз. гербарных образцов растений. Так, например, в бассейне р. Ича в 1986 г. с помощью сачка, полога и светоловушки собрано около 2 тыс. экз. насекомых, на Кичиге в 1987 г. собрано 1668 экз.

При расчетах по структуре биоты применена методика использования политомического ключа.

Апробация работ и публикации

Результаты исследований и основные положения защищаемой работы были представлены на Всесоюзном энтомологическом съезде АН СССР (С.-Петербург, 1989), на научных конференциях «Природоохранные территории и акватории Дальнего Востока и проблемы сохранения биологического разнообразия» (Владивосток, 1991), КО ТИНРО «Исследование биологии и динамики численности промысловых рыб Камчатского шельфа» (Петропавловск-Камчатский, 1991), на научном совете ДВО РАН «Комплексные проблемы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов» (Владивосток, 1993), на региональной научно-практической конференции по вопросам рационального природопользования, экологической культуре на Камчатке (Петропавловск-Камчатский, 1994), на научно-практической конференции «Проблемы и направления горнопромышленного освоения Камчатской области» (Петропавловск-Камчатский, 1997), на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Камчатского государственного технического университета (Петропавловск-Камчатский, 1999-2006), на Международных конференциях «Социоэкономические и экологические проблемы устойчивого развития территорий с уникальными и экстремальными природными условиями» (Петропавловск-Камчатский, 2001), «Проблемы региональной экономики, управления и образования» (2009), на региональной научно-практической конференции КамГУ им. В. Беринга «Инновационные процессы в образовании и науке: опыт, проблемы, перспективы» (2009), на Всероссийской научной конференции «100-летие Камчатской экспедиции Русского географического общества 1908-1910 гг.» ИВиС ДВО РАН (2009).

Отдельные аспекты исследований освещались на научных форумах: на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы права, экономики и образования России на современном этапе» (2008); на X международной научной конференции «Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей» (2009); на межрегиональной научно-практической конференции «Общество, туризм, сервис: опыт, задачи и перспективы развития Камчатского края» (2009, 2010); на IV Всероссийской научно-практической конференции «Состояние среды обитания и фауна охотничьих животных России» (2010); на Международной научно-практической конференции «Биологические ресурсы России: охотничье-промысловые животные» (2010); на V Всероссийской научно-практической конференции «Состояние среды обитания и фауна охотничьих животных России» (2011).