Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время значительно увеличился антропогенный пресс на водные экосистемы. Химизация сельского хозяйства, сброс промышленных и бытовых вод, интенсивное водо-потребление, гидростроительство, тепловое загрязнение - все это ведет к снижению биологической продуктивности водоемов. В таких условиях часто наблюдается обеднение и качественное ухудшение гидрофауны, снижается биомасса ряда ценных для рыб планктонных и бентосных организмов, падает эффективность воспроизводства и запасы промысловых, видов рыб (Решетников и др., 1982, 1989; Жаков, 1984; Решетников, 1986; Криксунов, 1988, 1991; Павлов, 1990, 1992).
В литературе, к сожалению, мало содержательных обобщений, посвященных сравнительному анализу изменчивости структуры и функционирования популяций рыб в разнотипных водоемах (озерах, реках,водохранилищах и водоемах-охладителях). Они касаются в основном северных водоемов (Решетников и др., 1982; Жаков, 1984; Китаев, 1988), в то время как по реконструированным водоемам южной части Восточной Европы такие работы почти полностью отсутствуют.
В последнее время исследования процессов формирования рыбного населения в водоемах различного типа стали базироваться на широком использовании математических методов, что в комплексе с биологическими позволяет получать объективные оценки связи изменений,происходящих в отдельных популяциях, с изменением условий среды обитания. Актуальность таких подходов во многом определяется тем, что до сих пор остаются нерешенными важные задачи количественной инвентаризации биологических ресурсов, отсутствуют оценки основных промысловых и биологических параметров эксплуатируемых популяций.
До настоящего времени на выявлены закономерности и не объяснены последовательность, направленность и интенсивность процессов, происходящих в популяциях и рыбном населении реконструированных водоемов при изменениях их режимов и в условиях интенсивной эвтрофи-кации, термофикации и токсикации. В то же время актуальность проблемы все более очевидна в связи с прогрессирующим. антропогенным воздействием на водоемы и необходимостью прогнозирования последствий многолетнего воздействия нагрузок на водные экосистемы. Особое значение приобретают исследования в водоемах бассейна Днестра, воздействия антропогенных факторов на экосистемы которых весьма разнообразны и по отношению к каждому из них носят специфический характер.
Цель и задачи работы. Основная цель данной работы - изучить закономерности процессов формирования структуры и динамики рыбного населения в разнотипных водоемах бассейна Днестра; выявить механизмы популяционной динамики основных промысловых рыб и установить роль внешних условий (в том числе антропогешшх факторов) в межго-довых колебаниях их численности и биомассы.
В задачи работы входило:
-
выявить характер изменений структуры и функционирования популяций и рыбного населения в целом при антропогенной трансформации речных систем (на примере водоемов бассейна Днестра);
-
провести сравнительный анализ соответствующих изменений в разнотипных водоемах (река, водохранилище, водоем-охладитель);
-
проанализировать динамику биологических параметров популяций отдельных видов;
-
исследовать состояние запасов, промысла и воспроизводства популяций, выявить закономерности динамики численности и биомассы рыб;
-
оценить возможности использования данных ихтиологического мониторинга в реконструированных водоемах разного типа для экологического обоснования природоохранных и рыбохозяйственных мероприятий.
Для выполнения этих задач в 1970-1992 гг. были исследованы структура и функционирование популяций и рыбного населения в реконструированных водоемах Республики Молдова, включая р.Днестр,созданные на ней водохранилища и водоем-охладитель Молдавской ГРЗС. Для решения поставленных задач, помимо собственных исследований,использованы имеющиеся литературные материалы.
Научная новизна работы. Вскрыты закономерности, отражающие направленность, последовательность и интенсивность пооцессов.проис-ходящих в рыбном населении и в популяциях отдельных еэдов рыб в разнотипных водоемах Молдовы. Показана специфика основных тенденций этих процессов под влиянием химизации сельского хозяйства в условиях малой облесвнности.
Впервые дана полная картина изменений, происходящих в рыбном населении водоемов с искусственно модифицированным термическим режимом. Проведено ее сопоставление с изменениями структуры и динамики популяций, а также рыбного населения в целом в естественных водоемах. Получены новые данные о влиянии различных факторов на рыбные населения разнотипных водоемов, оценено значение фактора времени в процессах адаптации рыб к изменившимся условиям обитания, выявлены механизмы адаптационных процессов.
Впервые осуществлен полный количественный анализ состояния запасов, промысла и воспроизводства популяций важных промысловых рыб (лещ,, судак, тарань, серебряный карась) в разнотипных водоемах. Выявлены характерные для исследуемых популяций типы динамики численности и биомассы. Установлена роль внутренних и внешних факторов, в том числе промысла, в реально наблюдаемых колебаниях запасов и уловов этих рыб. Разработаны подходы к прогнозированию возможных изменений состояния запасов и промысла рыб.
Вперше создан банк данных по численности и биомассе ценных видов рыб Дубоссарского водохранилища (1954-1992 гг.), Никкзго Днестра (1945-1992 гг.) и Кучурганского водохранилища-охладителя ГРЭС (1964-1992 гг.), который может быть использован в целях прогнозирования ихтиологической ситуации в проточно-русловых водохранилищах, реках и в водоемах-охладителях с учетом нарастающего ангропогенкого воздействия.
Основные положения, выносимые на защит/.
-
Закономерные изменения структуры рыбного населения под влиянием антропогенных факторов в условиях водоемов бассейна Днестра имеют сходство с изменениями в бассейнах других реконструированных рек, происходящими на фона эвтрофикацил, термофикэции и токсикацшк Специфика изменений населения водоемов исследуемой группы определяется своеобразной формой ведения сельского хозяйства на водосборной площади; длительностью (более 30 лет) поступления в водоемы большого количества биогенных элементов, пестицидов и других токсикантов; модификациям:! термического и уровекного реяимов; пониженной способностью к-самоочищению.
-
Анализ смены доминирующих видов и элиминации итекобиочтов в структуре рыбного населения показывает, что с увеличением антропогенной нагрузки в речных условиях сокращается численность полупроходных видов, а в условиях водохранилищ - реофильных,* происходит снижение биологического разнообразия видов и замещение ценных длин-ноцикловых рнб малоценными короткоцикловкми; исчезают редкие стено-бионтнне виды, что обуславливается главным образом ухудшением условий, воспроизводства и особенно отчетливо проявляется среди представителей экологических групп, откладывающих икру на дно.
-
Изменения в структуре рыбного населения реконструированных водоемов сопровождаются изменениями многих популяционных параметров. Механизм этого явления заключается в изменениях скорости роста.ссз-резанпя, величины плодовитости, ритма размножения, эффективности воспроизводства, численности и биомассы популяции,направленность ко-
торых в каждом водоеме специфична.
-
В условиях модификации экосистем водоемов изменяются сезонные биологические циклы рыб, и в первую очередь - процессы развития и функционирования воспроизводительной системы. Как в период гамето генеза при половом созревашіи, так и в течение каждого годового цикла происходит сдвиг фаз развития гамет и изменяется продолжительность стадий развития гонад. В связи с возросшим антропогенным воздействием на экосистемы у части особей в популяциях происходят нарушения в развитии и функционировании половых желез, следствием чего являются пропуски нерестовых сезонов.
-
Показана' возможность использования математических моделей дина-лики популяций различных видов рыб для анализа факторов, оказывающих влияние на процессы формирования пополнения, а также для прогнозирования изменений запасов и регулирования промысла.
Практическая значимость работы.
Вскрыты основные закономерности биологической дифференциации популяций, особенности репродуктивных процессов и размножения рыб, что имеет важное значение для направленного формирования и рационального использования рыбных запасов, а также прогнозирования последствий воздействия комплекса факторов (токсикация, термофикация, эвтрофикация) на структуру и динамику рыбного населения. На основании дифференцированного подхода для каждого водоема разработан комплекс мероприятий, направленных на улучшение качественного состава рыбного населения, повышение и стабилизацию уловов.
Обоснована необходимость изменения режима эксплуатации исследованных водоемов.
Практическое значение работы определяется возможностью применения разработанных моделей в качестве оперативных систем управления промыслом рыб. Разработанные подходы делают возможным систематизацию, стандартизацию и эффективное использование накопленных статистических данных, дают основу для разработки унифицированной методики прошелово-биологического и экологического анализа.
По результатам исследований разработано и опубликовано 8 руководств (рекомендаций), которые в настоящее время являются основными нормативно-технологическими документами по вопросам ведения рыбного хозяйства в разнотипных водоемах (река, водохранилище, водоем-охладитель) .
Некоторые опубликованные данные, по теме диссертации, используются в вузах при чтении курсов по зоологии позвоночных, рыбоводству и ихтиологии.
Результаты исследований вошли составной частью в монографию 'Рыбы, земноводное, пресмыкающиеся" из шеститомной cepira "дИЗОТННЙ лир Молдавии", удостоенной Государственной премии Республики Молдова в области науки и техники за 1989 год.
Апробация работы. Основные результаты исследрвашій доложены на ученых советах Института зоологии и физиологии АН Республик:! Мол-цова (1972-1992 гг.); УШ, IX и X конференциях молодых ученых Молдавии (1972, 1975, 1978, 1982 гг.); УІ всесоюзной зоогеографической конференции (Кишинев, 1975); ученых семинарах лаборатории ихтиологии ЗИН АН СССР и кафедры ихтиологии и гидробиологии Ленинградского госуниверситета (Ленинград, 1976, 1977 гг.); республиканской конференции "Воспроизводство рыб и совершенствование биотехники выращивания посадочного материала" (Кишинев, 1976); ЇЇ-Ш всесоюзных сове-даниях "Вид и его продуктивность в ареале" (Вильнюс, 1977, Паланга, 1980); всесоюзной конференции "Рыбохозяйственное освоение водоемов комплексного назначения" (Москва, 1978); республиканской научной конференции "Эффективное использование водоемов Молдавии" (Кишинев, 1982); всесоюзных конференциях "Стресс, адаптация и функциональные нарушения" (Кишинев, 1984, 1991); Ш съезде физиологов Молдавии (Кишинев, 1985); республиканской научно-технической конференции "Интенсификация товарного рыбоводства Молдавии" (Кишинев, 1986); I и И съездах гидробиологов Молдовы (1966, 1991); всесоюзной конференции "Рыбохозяйственное освоение растительноядных рыб" (Москва,1988); всесоюзной конференции "Экологическая физиология и биохимия рыб" (Ярославль, 1989); республиканской научной конференции "Проблемы управления и конструирования фаунистических комплексов в антропогенном ландшафте Молдавии" (Кишинев, 1939); всесоюзном совещании-семинаре "Влияние антропогенных факторов на развитие и воспроизводство рыб" (Москва, 1990); УІ съезде ВГБО (Мурманск, 1991); республиканской научно-производственной конференции "Экология и охрана окру-аавдей среда" (Кишинев, 1992).
Автор весьма признателен заведующему лабораторией экологии низших позвоночных ИЗМЗІ доктору биологических наук, профессору М.И. Шатуновскому и доктору биологических наук, профессору кафедры ихтиологии Московского государственного университета Е.А. Криксунову за помощь при научном анализе результатов исследований и ценные советы по оформлению диссертации.
Публикации» По томе диссертации опубликовано 76 научных работ и получено два авторских свидетельства. Основные положения п виводк опубликованы в 48 работах, в том числе в трех монографиях (в соавторстве), двух брошюрах, восьми методических рекомендация?:.
