Аннотация
Нашей целью было оценить видовое разнообразие зоопланктона в низовьях и предустье реки Жайык. Проведена предварительная оценка фонового экологического состояния водоемов. Исследовалась динамика численности популяций обнаруженных видов.
Жайык-Каспийский бассейн является рыбохозяйственным водоемом, где ведется промысел полупроходных видов рыб. Благоприятное состояние биоресурсов в целом зависит от условий развития кормовой базы и обеспеченностью пищей рыб
Известно, что популяционная и видовая плотность сообществ гидробионтов может меняться во времени в зависимости от изменений факторов среды. Это может происходить как в ходе эволюционных процессов, протекающих в течение длительного времени, так и при антропогенном эвтрофировании и загрязнении водоемов, когда процессы изменения структуры экосистем протекают с большими скоростями. Сокращается число видов, возрастает доминирование отдельных видов, для которых характерны более короткие жизненные циклы, проявляется раннее наступление половозрелости, увеличение биомассы и продукции [1].
Индекс Шеннона суммирует большое количество информации о численности и видовом составе организмов, учитывая число видов и степень их доминирования. Существенным достоинством индекса разнообразия является его полная независимость от биоценотического сходства сравниваемых сообществ и возможность оценки степени разнообразия каждого ценоза в отдельности [2].
Индекс Шеннона - Уивера, рассчитанного по численности (Нч) варьировал от 1,95 до 2,85 бит/экз. Среднее значение индекса Шеннона-Уивера составило 2,43 бит/экз. Наибольшее значение индекса Шеннона-Уивера и выравненности наблюдалось на станции «Бугорки». Индекс выравненности по Пиелу в среднем равен 0,92 (таблица 1).
|
Станции исследований |
Число видов |
Численность, тыс. экз./м3 |
Индекс Шеннона- Уивера |
Индекс выравненности по Пиелу |
|
«Бугорки» |
10 |
11,73 |
2,85 |
0,85 |
|
«Институт» |
5 |
6,63 |
2,25 |
0,96 |
|
«Балыкши» |
4 |
8,44 |
1,95 |
0,95 |
|
«Нижняя Дамба» |
7 |
9,24 |
2,7 |
0,96 |
|
«7 пост» |
6 |
11,93 |
2,5 |
0,96 |
|
«Начало Канала» |
7 |
11,18 |
2,35 |
0,83 |
|
Среднее |
6 |
9,86 |
2,43 |
0,92 |
Таблица 1 - Структурные показатели развития зоопланктона в р. Жайык весной 2015 г.
Для сравнения степени видового сходства биоценозов использовали индекс Серенсена. Анализируя таблицу 2 можно отметить, что коэффициент видового сходства Серенсена в большинстве станций был мал, кроме 3-х станций, где К с более 0,5.
Таблица 2 - Коэффициент видового сходства Серенсена в р. Жайык весной
|
Район |
1- 2 |
1 - 3 |
1 - 4 |
1 - 5 |
1 - 6 |
2- 3 |
2- 4 |
2- 5 |
2- 6 |
3-4 |
3-5 |
3-6 |
4-5 |
4-6 |
5-6 |
|
Коэф. Kc |
0,26 |
0,57 |
0,47 |
0,57 |
0,23 |
0,22 |
0,33 |
0,18 |
0,50 |
0,36 |
0,2 |
0,36 |
0,31 |
0,28 |
0,15 |
2015 г. Летом индекс Шеннона - Уивера, рассчитанного по численности (Нч) варьировал от 1,8 до 3,22 бит/экз. Среднее значение индекса Шеннона-Уивера составило 2,28 бит/экз. Наибольшее значение индекса Шеннона-Уивера и выравненное™ наблюдалось на станции «Начало Канала». Индекс выравненное™ по Пиелу в среднем равен 0,85 (таблица 3).
Таблица 3 - Структурные показатели развития зоопланктона в р.Жайык летом 2015г.
|
Станции исследований |
Число видов |
Численность, тыс. экз./м3 |
Индекс Шеннона- Уивера |
Индекс выравненное™ по Пиелу |
|
«Бугорки» |
6 |
7,65 |
2,03 |
0,77 |
|
«Институт» |
6 |
4,48 |
2,03 |
0,77 |
|
«Балыкши» |
4 |
4,12 |
1,95 |
0,97 |
|
«Нижняя Дамба» |
7 |
4,69 |
2,66 |
0,93 |
|
«7 пост» |
5 |
9,27 |
1,8 |
0,77 |
|
«Начало Канала» |
12 |
14,41 |
3,22 |
0,9 |
|
Среднее |
7 |
7,44 |
2,28 |
0,85 |
Для сравнения степени видового сходства биоценозов использовали индекс Серенсена. Коэффициент видового сходства Серенсена в большинстве станции был мал, кроме 2-х станций, где Kc более 0,5 (таблица 4).
Таблица 4 - Коэффициент видового сходства Серенсена в р. Жайык летом
2015 г.
|
Район |
1- 2 |
1 - 3 |
1-4 |
1 - 5 |
1-6 |
2-3 |
-h. hJ I |
2- 5 |
СП M I |
3-4 |
3- 5 |
3-6 |
4-5 |
СП Ф I |
5- 6 |
|
Коэф. Kc |
0,16 |
0,20 |
0,15 |
0 |
0,33 |
0,60 |
0,46 |
0,36 |
0,56 |
0,18 |
0 |
0,25 |
0,33 |
0,53 |
0,35 |
Осенью индекс Шеннона - Уивера, рассчитанного по численности (Нч) был несколько выше по сравнению с весной и летом и варьировал от 2,24 до 3,07бит/экз. Среднее значение индекса Шеннона-Уивера составило 2,6 бит/экз. Наибольшее значение индекса Шеннона-Уивера и выравненное™ наблюдалось на станции «Начало Канала» - 3,07 бит/экз. Индекс выравненное™ по Пиелу в среднем равен 0,9 (таблица 5).
Таблица 5 - Структурные показатели развития зоопланктона в р. Жайык осенью 2015г.
|
Станции исследований |
Число видов |
Численность, тыс. экз./м3 |
Индекс Шеннона-Уивера |
Индекс выравненное ти по Пиелу |
|
«Бугорки» |
10 |
51,5 |
2,25 |
0,67 |
|
«Институт» |
6 |
10,51 |
2,24 |
0,98 |
|
«Балыкши» |
6 |
6,36 |
2,58 |
0,99 |
|
«Нижняя Дамба» |
7 |
14,89 |
2,8 |
0,86 |
|
«7 пост» |
6 |
6,27 |
2,58 |
1,0 |
|
«Начало Канала» |
11 |
13,5 |
3,07 |
0,88 |
|
Среднее |
8 |
17,17 |
2,6 |
0,9 |
Коэффициент видового сходства Серенсена был выше в сравнении с весной и летом. В большинстве станций значения его были выше 0,5, кроме 3-х случаев, где Kc был равен 0,47 и в одном - 0,38 (таблица 6).
Таблица 6 - Коэффициент видового сходства Серенсена в р. Жайык осенью 2015 г.
|
Район |
1 - 2 |
1 - 3 |
1 - 4 |
1 - 5 |
1 - 6 |
2- 3 |
NJ I |
2- 5 |
2- 6 |
3-4 |
3-5 |
3-6 |
4-5 |
4-6 |
5-6 |
|
Коэф. Kc |
0,50 |
0,50 |
0,59 |
0,38 |
0,67 |
0,75 |
0,62 |
0,50 |
0,47 |
0,62 |
0,50 |
0,47 |
0,62 |
0,67 |
0,47 |
В предустье весной индекс видового разнообразия Шеннона-Уивера колебался от 1,33 бит/экз. до 3,46 бит/экз., в среднем - 3,08 бит/экз. Средние показатели индекса равномерности Пиелу равны 0,94. Данный показатель варьировал от 0,57 до 1,9. Количество видов по станциям варьировало в пределах от 5 до 13 (таблица 7).
Таблица 7 - Структурные показатели развития зоопланктона в предустье р. Жайык весной 2015 г.
|
Номер квадрата |
Количество видов |
Численность, тыс экз./м3 |
Индекс Шеннона- Уивера |
Индекс Пиелу |
|
8 |
13 |
61,92 |
3,46 |
0,94 |
|
12 |
6 |
10,62 |
2,50 |
0,97 |
|
21 |
10 |
21,98 |
2,96 |
0,89 |
|
23 |
9 |
31,42 |
2,44 |
0,68 |
|
25 |
13 |
41,46 |
6,94 |
1,9 |
|
27 |
13 |
72,78 |
3,25 |
0,88 |
|
41 |
7 |
23,5 |
1,77 |
0,69 |
|
43 |
5 |
12,71 |
1,33 |
0,57 |
|
Среднее |
9 |
34,55 |
3,08 |
0,94 |
Коэффициент видового сходства Серенсена исследованных станций был мал. Анализ показывает, что весной в двух районах коэффициент больше 0,5 в остальных районах сходства нет (менее 0,5) (таблица 8).
Таблица 8 - Коэффициент видового сходства Серенсена в предустье р. Жайык весной 2015 г.
|
Район |
1-2 |
1-3 |
1-4 |
1-5 |
1-6 |
1-7 |
1-8 |
2-3 |
2-4 |
2-5 |
2-6 |
2-7 |
2-8 |
3-4 |
|
Коэф. Kc |
0,21 |
0,17 |
0,45 |
0,27 |
0,54 |
0,46 |
0,20 |
0,11 |
0,38 |
0,27 |
0,32 |
0,31 |
0,42 |
0,43 |
|
Район |
3-5 |
3-6 |
3-7 |
3-8 |
4-5 |
4-6 |
4-7 |
4-8 |
5-6 |
5-7 |
5-8 |
6-7 |
6-8 |
7-8 |
|
Коэф. Kc |
0,35 |
0,35 |
0,27 |
0,45 |
0,45 |
0,45 |
0,25 |
0,29 |
0,46 |
0,40 |
1,33 |
0,40 |
0,22 |
0,50 |
Летом индекс видового разнообразия в предустье в среднем равен 2,65 бит/экз., индекс Пиелу - 0,85, что ниже весенних показателей. Коэффициент видового сходства в 7-ми районах превышал цифру 0,5. В остальных случаях значения коэффициента были низкими, т.е. сходства не наблюдалось (таблицы 9, 10).
Таблица 9 - Структурные показатели развития зоопланктона в предустье р. Жайык летом 2015 г.
|
Номер квадрата |
Количество видов |
Численность, тыс. экз./м3 |
Индекс Шеннона- Уивера |
Индекс Пиелу |
|
8 |
12 |
60,46 |
2,88 |
0,81 |
|
12 |
6 |
16,68 |
1,79 |
0,74 |
|
21 |
4 |
2,65 |
1,79 |
0,9 |
|
23 |
13 |
82,04 |
3,64 |
0,93 |
|
25 |
6 |
37,8 |
2,30 |
0,89 |
|
27 |
11 |
67,23 |
3,47 |
0,94 |
|
41 |
12 |
60,1 |
3,22 |
0,90 |
|
43 |
8 |
20,25 |
2,15 |
0,77 |
|
Среднее |
9 |
43,4 |
2,65 |
0,85 |
Таблица 10 - Коэффициент видового сходства Серенсена в предустье р. Жайык летом 2015 г.
|
Район |
1-2 |
1-3 |
1-4 |
1-5 |
1-6 |
1-7 |
1-8 |
2-3 |
2-4 |
2-5 |
2-6 |
2-7 |
2-8 |
3- 4 |
|
Коэф. Ke |
0,33 |
0,38 |
0,56 |
0,56 |
0,43 |
0,42 |
0,30 |
0,40 |
0,42 |
0,17 |
0,12 |
0,11 |
0,14 |
0,12 |
|
Район |
3-5 |
3-6 |
3-7 |
3-8 |
4-5 |
4-6 |
4-7 |
4-8 |
5-6 |
5-7 |
5-8 |
6-7 |
6-8 |
7-8 |
|
Коэф. Ke |
0,20 |
0,13 |
0,38 |
0,33 |
0,53 |
0,50 |
0,40 |
0,2 |
0,71 |
,56 |
0,43 |
0,52 |
0,63 |
0,40 |
Методика расчета индексов
Разнообразие сообществ, отражающее число видов и их долю в суммарных количественных показателях, оценивали по индексу Шеннона-Уивера по формуле 1 [1]:
H = -1 P, Ig2 Pi, (1)
где H - индекс разнообразия, бит/экз, бит/г; pi = Ni/Ns или Bi/Bs; Ni - численность i таксона; Ns - общая численность таксонов; Bi - биомасса i таксона; Bs - общая биомасса организмов.
Поделив индекс Шеннона-Уивера на логарифм числа видов, мы получаем индекс выравненное™ по Пиелу (E) (формула 2), показывающий относительное распределение особей среди видов [1]:
E=H/ S (2)
где H - значение индекса Шеннона-Уивера, S - число видов в сообществе.
Для сравнения степени видового сходства биоценозов использовали индекс Серенсена, вычисляемый по формуле (3):
Кс=2с/(а + Ь) (3)
где а и b - число видов, обнаруженных в каждом из сравниваемых биоценозов, с - число общих видов. Kc <0,5 сходства нет, Kc >0,5 сходство есть .
Таким образом, максимальное значение индекса Шеннона 2,6 в низовьях и 3,1 в предустье было при наиболее низкой температуре и наибольшем содержании растворенного в воде кислорода. Отсюда следует, что такие условия являются наиболее благоприятными для развития планктонных ракообразных, а температура и содержание кислорода являются лимитирующими факторами.
Список литературы
- А.Ф. Алимов. Элементы теории функционирования водных экосистем.- СПб., Наука, 2000. 147с.
- Видовое обилие зоопланктона водоемов Средней Азии и Нижней Волги / Романова Е.П. // Принципы и способы сохранения биоразнообразия: Мат. 3 Bcepoc. Науч. Конф., Йошкарола, Tl янв.- Іфевр., 2008.-С.84-86.
- Шарапова Л.И., Фаломеева А.П. Методическое пособие при гидробиологических рыбохозяйственных исследованиях водоемов Казахстана. - Алматы, 2006. -С. 10- 23.
- Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1997. - С.97 - 304.