Изменение видового разнообразия сообществ гидробионтов как динамический процесс

УДК 574.5

В. Г. Терещенко

Институт биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина РАН,
Борок, Российская Федерация, tervlad@ibiw.yaroslavl.ru

CHANGES IN DIVERSITY
OF HYDROCOLES COMMUNITIES AS A DYNAMIC PROCESS

V. G. Tereshchenko

Institute of Biology of Inland Waters, RussianAcademy of Sciences,
Borok, Russia, tervlad@ibiw.yaroslavl.ru

Биологическое разнообразие – одна из характерных черт жизни на Земле, которая определяет как эффективность функционирования, так и саму возможность существования различных популяций, экосистем и биосферы в целом. Проблема сохранения и мониторинга биологического разнообразия на уровне генов, видов и экосистем становится все более актуальной в связи с усилением антропогенного воздействия на биосферу (Алимов и др., 1997; Соколов, Решетников, 1997; Павлов, Лущекина, 2000). Мониторинг предполагает выявление, анализ и прогнозирование возможных изменений в биоте на фоне естественных процессов и под влиянием антропогенных факторов.

Уже к 1950–1960-м годам развитие концепции видового разнообразия в экологии сообществ, привело к убеждению, что оно зависит не только от числа входящих в экосистему видов, то есть, видового богатства, но и от их выравненности их по обилию. Разнообразие сообщества тем выше, чем больше видов включает это сообщество, и чем больше выравнены виды по обилию. При этом соотношение видов по массе лучше чем соотношение по численности отражает их роль в трансформации вещества и энергии в экосистеме. Именно так в данной работе и рассматривается разнообразие рыбного населения.

Нарушающие воздействия на водоем могут вызвать изменения в видовом богатстве, составе доминирующего комплекса, соотношении видов различных экологических групп и т. д., что отражается на интегральных индексах структуры сообществ. Сосредоточив основное внимание на анализе разнообразия сообществ, мы идеализируем свойства изучаемой системы. Однако для решения ряда задач (выявление нормы, оценка величины структурных изменений и скорости реагирования надорганизменной системы) такая идеализация, на наш взгляд, не только допустима, но и необходима. Получаемая же при этом информация о равновесной структуре сообщества, величине и скорости изменений при воздействии различных факторов позволит подойти к изучению общих принципов устройства и функционирования сообществ, а также к определению типов их структур и основных управляющих ими закономерностей.

Изучение изменений в разнообразии сообществ животных нередко проводят путем сравнения разнообразия через длительное время и пытаются найти факторы, которые привели к уменьшению (реже к увеличению) разнообразия того или иного сообщества. При этом идет не изучение динамики разнообразия сообщества, а сравнение разнообразия в настоящее время с тем, которое было 10 или 20 лет назад. То есть решается вопрос «Изменилось ли разнообразие сообщества», а не изучается его динамика.

Известно, что различные воздействия приводят к перестройкам в структуре сообщества. Важно, что они проходят за определенное время путем последовательных преобразований. Следовательно, реакция сообщества на внешние воздействия в значительной мере обусловлена его инерционностью (Романовский и др.,1975), то есть сообщество относится к сложным динамическим системам (Антомонов, 1977). А для анализа динамики таких систем необходимо применять соответствующие методы, в частности, метод динамического фазового портрета, и иметь данные, взятые с определенной дискретностью по времени. Интервал дискретности взятия проб определяется динамическими свойствами системы и должен быть меньшим, чем время ее перестройки в ответ на воздействие (Levin, 1992). По нашим наблюдениям время перестройки зоопланктона составляет несколько недель, а рыбного населения – несколько лет. При анализе зоопланктона в экспериментальных микрокосмах интервал взятия проб составлял 2–3 суток, а при исследовании в водоеме – 7–10 суток. Для рыб взят годовой суммарный улов.

На примере рыбного населения озер и водохранилищ была возможность детально проанализировать влияние естественных и антропогенных факторов на динамику разнообразия сообщества. У ихтиологов есть обширная, уникальная информация о многолетней ежегодной динамике структуры уловов рыб во внутренних водоемах в период, когда эта информация в силу экономических причин была репрезентативной (1940–1990 гг.).

Проанализирована динамика разнообразия уловов рыб около 70 крупных рыбо­хозяйственных водоемов России и стран СНГ за 30–50-летний период их существования, что позволило выявить общие тенденции структурных перестроек их рыбного населения. На основе полученных данных проведена количественная оценка влияния на разнообразие рыбного населения озер и водохранилищ эвтрофирования, изменения уровня воды озер, вселения новых видов рыб, зарегулирования стока рек, теплового и токсического загрязнения.

Показано, что ответ рыбного населения на возрастание нарушающего воздействия состоит из двух фаз. При слабых нагрузках происходит увеличение амплитуды колебаний индекса разнообразия. При усилении воздействия выше некоторого предела рыбное население переходит в состояние с иными структурными и функциональными характеристиками. Это вызывает необходимость рассмотрения динамики его разнообразия как сложного стохастического процесса. Простое сравнение его величины в различные периоды времени может привести к ошибочным результатам.


Zoocenosis — 2007
 Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали ІV Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2007. – С. 180-181.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники