Макрозообентос шельфовой и глубоководной зон в азербайджанской части среднего Каспия (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РЫБНОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукописи

ЭЛЬНАРА ЭЛЬДАР КЫЗЫ ДЖАФАРОВА

2401.01 – Зоология

МАКРОЗООБЕНТОС ШЕЛЬФОВОЙ И ГЛУБОКОВОДНОЙ

ЗОН В АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ ЧАСТИ СРЕДНЕГО КАСПИЯ

Д И С С Е Р Т А Ц И Я

на соискание ученой степени

доктора философии по биологии

Научный руководитель:

доктор биологических наук

Р. М. БАГИРОВ

БАКУ – 2014

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ.……………………………………………………..............…....... 4

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ..……………..……..………...………........... 10

1.1. Физико-географическая характеристика западной части Среднего

Каcпия…………………………...…………..……...………….......…..……. 10

1.2. Макрозообентос Каспийского моря ……...………………….………….. 14

1.3. Многолетняя динамика структуры донных сообществ Каспийского

моря в связи с изменяющимися экологическими условиями и

вселением новых видов ……………………..........…………….………… 27

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ...……….….......... 47

ГЛАВА III. ВИДОВОЙ СОСТАВ И КОЛИЧЕСТВЕННАЯ СТРУКТУРА

МАКРОЗООБЕНТОСА В АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ ЧАСТИ

СРЕДНЕГО КАСПИЯ........................................................................................... 57

3.1. Абиотические параметры грунта и физико-химические

показатели морской воды............................................................................. 57

3.2. Характеристика видового и количественного

состава макрозообентоса …………………………………..…………........ 63

ГЛАВА IV. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СООБЩЕСТВ МАКРОЗООБЕНТОСА

В АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ ЧАСТИ СРЕДНЕГО КАСПИЯ …..………… 92

4.1. Особенности распределения сообществ макрозообентоса по

показателям биомассы и их пространственная структура ….....…..……. 93

4.2. Характер распределения сообществ макрозообентоса

по интенсивности дыхания..……………………………………..………. 116

ГЛАВА V. СОВРЕМЕННАЯ ДИНАМИКА СТРУКТУРЫ

МАКРОЗООБЕНТОСНЫХ СООБЩЕСТВ В АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ

ЧАСТИ СРЕДНЕГО КАСПИЯ …………………………………...……… 133

ВЫВОДЫ …………….…………………………….…...………………............. 151

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ……………...…………………......…. 153

стр.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………........……...…………… 154

ПРИЛОЖЕНИE .………………….……………………..…………………... 176

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Сведения о бентофауне Азербайджанской части Среднего Каспия, в отличие от Южного, за последние десятилетия почти отсутствуют, имеются лишь единичные отрывочные данные по Апшеронскому заливу [3]. Большинство источников содержат сведения 30-50 летней давности [11, 123, 13, 81, 38].

Последней работой, содержащей анализ донных биоценозов Среднего Каспия, является монография [77], в которой обсуждается материал, собранный в 1976-1977 и 1986-87 гг. Согласно результатам этих исследований, различия последних четырех съемок, проведенных в 1962, 1971, 1976-1977 и 1986-1987 гг., оказались несущественными и свидетельствуют об очень незначительных изменениях количественного распределения бентоса в Среднем и Южном Каспии. Было установлено, что начиная с 1956 г. сокращается ареал церастодермы, вытесненной аброй, в 1971-1976 гг. сначала сокращается, а затем почти полностью восстанавливается численность и биомасса митилястера, что отразилось и на общей биомассе зообентоса. Основные произошедшие изменения в этот период были связаны с видами-вселенцами, появившимися в Каспии в ХХ веке и еще не вполне вошедшими в Каспийскую донную экосистему, тогда как заметных колебаний среди аборигенных видов, если не считать небольшого расширения ареалов двух видов амфипод, не происходило.

Хотя пространственная структура и многолетняя динамика донных сообществ Каспийского моря была достаточно хорошо изучены, основное внимание за прошедшие годы было уделено северо-восточному и южному шельфам моря, в то время как западная часть Среднего Каспия, за исключением дагестанских вод, с 1987 г. оставалась без должного внимания. Съемки по традиционной вековой сетке станций в Азербайджанской части Среднего и Южного Каспия возобновились только спустя 15 лет, начиная с 2003 года Азербайджанским Научно-Исследовательским Институтом Рыбного Хозяйства (АзерНИРХ) в рамках ежегодно проводящихся систематических мониторинговых исследований по изучению кормовой базы бентосоядных рыб западного прибрежья Среднего и Южного Каспия.

Вследствие особенностей своей биологии макрозообентосные организмы, как индикаторы состояния донной фауны, способны реагировать на долговременные изменения морской среды и часто используются для многолетнего долговременного мониторинга последствий антропогенных воздействий на окружающую среду [63]. Известно, что реакция донных сообществ в ответ на антропогенные воздействия и климатические колебания замедленная и может составлять у ряда видов-доминантов от 3 до 7 лет [94]. Несмотря на это, изменения в структуре, биомасссе и видовом составе донных биоценозов по целому ряду причин могут считаться наиболее достоверными показателями влияния климатических флуктуаций на экосистему. При изменении условий среды экосистема не функционирует в эволюционно сложившемся «стационарном» режиме. В результате меняется устойчивость видового разнообразия и появляются не совсем характерные для конкретного региона виды (вплоть до формирования ими устойчивых популяций). Более того, могут происходить изменения структурно-функциональных характеристик аборигенных популяций, изменения размера ареала отдельных видов, перестройка трофической структуры сообществ, а также изменение сезонных миграций рыб и сокращение нагульных площадей [94].

В связи с продолжающейся перестройкой каспийской экосистемы необходим дальнейший систематический анализ состояния морской биоты и изучение закономерностей её развития. Актуальность исследования макрозообентоса, как одного из важнейших элементов экосистемы Каспийского моря, продиктована также необходимостью выявления основных закономерностей изменения донной фауны в условиях хронического антропогенного воздействия.

Регулярные многолетние наблюдения на определенных участках моря позволяют охарактеризовать динамику состояние биоты и уловить тенденции ее возможных изменений. Бентосные организмы являются одним из важнейших звеньев системы самоочищения водных объектов и составляют значительную часть рациона донных рыб, а в личиночной стадии играют большую роль в пелагических трофических цепях [22, 91]. Экологический мониторинг состояния колебаний численности и биомассы отдельных групп и видов бентосных организмов донных сообществ занимает ведущее место в оценке кормовых ресурсов промысловых рыб. Анализ изменений морских экосистем, в том числе и донных сообществ, представляет не только научный, но и практический интерес для детальной оценки текущего состояния экосистемы и составления прогнозов на будущее.

Цель работы: исследовать современное состояние, динамику развития и механизмы формирования структурной организации донных сообществ макрозообентоса прибрежной и глубоководной зон в Азербайджанской части Среднего Каспия.

В задачи настоящего исследования входило:

1. Исследовать видовой и количественный состав, а также особенности пространственной структуры макрозообентосных сообществ шельфовой и глубоководной зон в Азербайджанской части Среднего Каспия;

2. Выявить факторы, определяющие видовую и пространственную структуру донных сообществ Среднего Каспия;

3. Проанализировать динамику современного и многолетнего состояния донных сообществ в Азербайджанской части Среднего Каспия.

Научная новизна. Впервые изучена структура сообществ макрозообентоса на азербайджанском прибережье (шельфовая зона до 100 м) Среднего Каспия. Впервые проведены фаунистические исследования по распределению донных беспозвоночных животных в глубоководной зоне (от 200 до 718 м) Азербайджанской части Среднего Каспия. Впервые проведено сравнительное качественное и количественное исследование сообществ шельфовой и глубоководной зон Азербайджанской части Среднего Каспия, охватывающих глубины от 10 м до 718 м. Установлено, что в бентофауне шельфовой зоны (до 100 м) Азербайджанской части Среднего Каспия за последние 25-27 лет количество видов моллюсков уменьшилось почти в 2 раза, а ракообразных – наоборот, увеличилось на 20 видов. Впервые было определено 5 новых видов донных организмов для глубоководной зоны (200-500 м) в Азербайджанской части Среднего Каспия. Показано, что ведущим фактором, определяющим структурные различия между сообществами, является характер донных осадков. Обнаружено, что размещение видов в биотопах, занятых соответствующими сообществами, при переходе от верхней границы к нижней изменяется не только количественно, но и качественно. Установлено, что видовой состав изученных сообществ макрозообентоса у верхней и нижней границ отличается в большей степени, чем на смежных участках. Выявлены различия качественных и количественных характеристик донных сообществ разных районов Азербайджанской части Среднего Каспия. Впервые охарактеризована ярусность в распределении пищевых группировок исследованных донных сообществ, выявлено, что доминантной по биомассе пищевой группировкой почти во всех сообществах в Азербайджанской части Среднего Каспия являются фильтраторы-сестонофаги. По результатам анализов ANOSIM+SIMPER (пакет программы PRIMER) выделены 3 донных сообщества шельфовой зоны: самое мелководное шельфовое сообщество, сообщество мелких и средних глубин, глубокое шельфовое сообщество. Динамика изменения АВС-кривых свидетельствует об относительной стабильности структуры глубоководного донного сообщества, по сравнению с остальными.

Научно-практическая значимость. Результаты количественного и качественного состава зообентоса и их экологических особенностей позволят улучшить кратко - и долгосрочное прогнозирование урожайности и запасов бентосоядных рыб. Данные многолетних наблюдений могут быть использованы в дальнейшем для более широких обобщений относительно кормовой базы бентосоядных морских рыб, а также при построении имитационных моделей Каспийского моря. Выявленные в настоящем исследовании закономерности распределения и изменения структуры донных сообществ могут быть использованы в качестве базовой информации при планировании и проведении мониторинга в данном регионе. Полученные результаты также могут быть полезны и при оценке конечных результатов антропогенного воздействия на подобные экосистемы и наносимый ими ущерб качественному и количественному составу морской биоты.