Содержание к диссертации
Введение 4
Глава 1. Основные морфофизиологические 7 параметры макроводорослей и их изменение под влиянием факторов внешней среды
Основные морфологические параметры и способы 13
оценки изменчивости
Влияние абиотических факторов на макроводоросли 21
Интенсивность движения воды 21
Солёность 25
Свет и фотопериод 32
Температура 38
Биогенные элементы 39
Глава 2. Биоэкологическая характеристика 41
фукусовых водорослей
Организация таллома 42
Жизненный цикл 45
Особенности онтогенеза 46
Определение возраста растений 48
Характеристика основных представителей 50
Запасы и добыча 54
Глава 3. Материалы и методы 57
Морфологические параметры годовых приростов 58
Морфологические параметры элементов таллома 59
Физиологические параметры элементов таллома 60
Определение интенсивности фотосинтеза и дыхания 61
кислородным методом
Определение содержания хлорофиллов «а» и «с» 62
Морфологические параметры целого таллома в 65
онтогенезе растений >
Структура поселений 65
Методы измерения интенсивности движения воды и 68
солёности
Статистическая обработка 70
Глава 4. Характеристика районов исследования 71
Губа Ярнышная 73
Губа Дальнезеленецкая 75
Губа Печенга 76
Остров Кильдин 79
Кольский залив 81
Глава 5. Результаты и обсуждение 91
Морфологические параметры годовых приростов 93
Морфологические параметры элементов таллома 99
Физиологические параметры элементов таллома 107
Морфологические параметры целого таллома 114
Популяционная структура Fucus distichus 119
Выводы 126
Список литературы 128
Введение к работе
Актуальность. В последнее время возрастает интерес к всестороннему изучению экосистем Баренцева моря в связи с интенсификацией использования биологических и энергетических ресурсов. При разработке запасов нефти и газа на шельфе ожидается возрастание антропогенного воздействия на прибрежные сообщества. Экологическое равновесие, сложившееся в арктических сообществах, зависит от функционирования доминирующих видов макроводорослей. Уровень продуцирования макроводорослей в прибрежных сообществах Мурманского побережья определяется комплексом абиотических факторов и зависит от количества света и биогенов, гидрологических характеристик водоема — интенсивности движения воды и солёности. Существенными являются и особенности адаптации водорослей к внешним воздействиям, включая загрязнение прибрежных вод. Исследование структурных и функциональных характеристик первичных продуцентов создает основу для прогнозирования состояния прибрежных экосистем, для решения вопросов использования и охраны природных ресурсов Баренцева моря.
В условиях Мурманского побережья доминирующими видами в литоральных сообществах являются фукусовые водоросли. Общие представления о структуре и количественных характеристиках фукусовых вполне сложились. Макроводоросли как неподвижные автотрофные организмы в ответ на внешнее воздействие, включая загрязнение, реагируют морфофизиологическими изменениями на разных уровнях организации — от организменного до популяционного. Вопросы адаптации литоральных водорослей к факторам среды остаются малоизученными. Из фукусовых водорослей, изучению разных сторон жизнедеятельности которых посвящено много работ, фукус двусторонний - Fucus distichus L. наименее изучен.
Изучение морфофизиологических особенностей доминирующих видов литоральных макроводорослей в связи с факторами среды представляется актуальным при оценке воздействия на прибрежные экосистемы.
Цель и задачи работы. Цель работы - исследование структурных и функциональных характеристик бурой водоросли Fucus distichus L. в онтогенезе и под влиянием абиотических факторов среды в экосистемах Баренцева моря. Основные задачи, решаемые в работе:
1. Изучение изменчивости показателей верхушечных годовых
приростов в градиенте интенсивности движения воды, солёности и
загрязнения.
Исследование морфологических и физиологических параметров элементов таллома разновозрастных растений Fucus distichus в градиенте факторов среды.
Сравнительный анализ возрастной и размерно-весовой структуры поселений Fucus distichus в прибрежных экосистемах Мурманского побережья.
Научная новизна. Значительно расширены представления о биоэкологических особенностях одного из массовых видов фукусовых водорослей - Fucus distichus. Выявлены основные закономерности формирования структуры таллома Fucus distichus в онтогенезе в связи с факторами среды. Подробно исследована морфологическая изменчивость фукусовых водорослей на разных уровнях организации в градиенте интенсивности движения воды и солености.
Практическая значимость. Материалы данной работы могут быть использованы в системе биологического мониторинга, при оценке влияния абиотических и антропогенных факторов на окружающую среду, при проведении инженерно-экологических изысканий. Показана возможность использования коэффициентов асимметрии при изучении воздействия неблагоприятных факторов на фукусовые водоросли.
Защищаемые положения. Основным положением, защищаемым в настоящей работе, является концепция формирования таллома фукусовых водорослей под влиянием факторов внешней среды в экосистемах Баренцева моря.
Интенсивность движения воды 10-20*10" MrCaS04/r*4 и колебания солености в пределах 25-34 %о являются оптимальными для обитания бурой водоросли Fucus distichus на Мурманском побережье Баренцева моря.
Наибольшей физиологической активностью обладает средняя часть таллома Fucus distichus. Растения Fucus distichus с 8-9 ветвлениями являются физиологически зрелыми.
Под влиянием интенсивности движения воды, солёности и загрязнения отмечены сходные изменения морфологических параметров годовых приростов и целых талломов водорослей.
Биомасса и размерно-весовые показатели поселений Fucus distichus на Западном Мурмане выше по сравнению с Восточным при сходных значениях интенсивности движения воды и солёности, что обусловлено более высокой температурой воды.
Загрязнение Кольского залива загрязнение вызывает элиминацию молодых особей, снижение численности, увеличение биомассы в поселениях Fucus distichus.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы представлялись на международной научно-технической конференции «Наука и образование» (г. Мурманск, Мурманский государственный технический университет, 2002, 2003, 2005, 2006); международной школе молодых ученых «Адаптации гидробионтов» (г. Ростов-на-Дону, Южный научный центр РАН, 2005); XXIII - XXV конференциях молодых ученых Мурманского морского
биологического института КНЦ РАН (г. Мурманск, 2004, 2005, 2006); Всероссийской научно-практической конференции «Альгологические исследования: современное состояние и перспективы на будущее» (г. Уфа, Башкирский государственный педагогический университет, 2006); VII Всероссийской школе по морской биологии «Биоразнообразие сообществ морских и пресноводных экосистем России» (г. Мурманск, ММБИ КНЦ РАН, 2007); международной научной конференции и VII Школе по морской биологии «Современные проблемы альгологии» (г. Ростов-на-Дону, ЮНЦ РАН, 2008).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, из них 3 статьи.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы. Рукопись содержит 152 страницы текста, 30 рисунков и 5 таблиц. Список литературы включает 254 источника, в том числе 98 - на иностранных языках.
