Спосіб екологічної оцінки популяцій молоді риб з використанням малькового індексу ценотичної значимості (міцз)

Реферат: Спосіб екологічної оцінки популяцій молоді риб з використанням малькового індексу ценотичної значимості (МІЦЗ) включає відловлювання молоді риб в третій декаді липня - першій декаді серпня на мілководдях водойм, після чого її розподіляють за видами та віком, потім підраховують кількість екземплярів та проводять виміри індивідуальної маси особин з точністю до 0,01 г, після цього для кожної вікової групи окремо розраховують чисельність та біомасу риб на одиницю площі водойми. UA 106677 U (12) UA 106677 U UA 106677 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі біології, а саме іхтіології, зокрема до способу екологічної оцінки стану популяцій для визначення урожайності молоді риб і може бути використана при підготовці режимів рибогосподарської експлуатації водних об'єктів та науковобіологічних обґрунтувань спеціальних товарних рибних господарств (СТРГ). Вивчення видового складу та розподілу молоді риб на мілководдях літоральних ділянок водойм є частиною комплексних досліджень біології та екології риб в умовах антропогенного впливу, а також мають важливе значення для збереження біорізноманіття водних екосистем. Інформація про мальків дозволяє оцінити ефективність розмноження риб, прогнозувати майбутні промислові улови і розробляти біологічні обґрунтування заходів з охорони та відтворення рибних ресурсів. Основні способи оцінки чисельності та біомаси молоді риб базуються на вилові мальків мальковою волокушею в літоральній ділянці водойми [Маренков О.М. Видове різноманіття молоді риб літоральних ділянок Запорізького водосховища [Текст] / О.М. Маренков // Шевченківська весна: Біологія: матеріали Міжнар. наук.-практ. конф. студ., аспір. та молодих науковців. - Київ, 2012. – С. 200-201.]. Під час кожного лову вимірюється площа облову для того, щоб визначити кількість молоді на одиницю площі. Отримані результати біомаси та чисельності 2 перераховуються на 100 м водойми та вносяться до таблиць, дані з яких порівнюються як між окремими водоймами, так і в плані багаторічної динаміки. Такі таблиці досить великі, мають багато числового матеріалу та часто не зручні у використані та при порівнянні. Тому для опису структури прибережних угруповань мальків риб використовуються різноманітні екологічні індекси: індекс видової подібності Серенсена [Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение: Пер. с англ. [Текст] / Э. Мэгарран. - М.: Мир, 1992. - 181 с.], індекс біологічного різноманіття (ентропія), який базується на функції Шеннона [Pielou E.C. Mathematical Ecology [Text] / E.C. Pielou. - New York, 1977. - 385 p.], показник складності системи [Антомонов Ю.Г. Моделирование биологических систем [Текст] / Ю.Г. Антомонов. - К.: Наукова думка, 1977. - 248 с.; Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях [Текст] / Ю.А. Песенко. - М.: Наука, 1982. - 284 с.], індекс відносної організації Ферстера [Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях [Текст] / Ю.А. Песенко. - М.: Наука, 1982. - 284 с.]. Всі ці індекси використовуються для гідробіологічних та іхтіологічних досліджень та базуються на видовому складі та чисельності молоді риб водойм. Враховуючи те, що показник чисельності молоді риб не може повною мірою відобразити вклад окремих видів в екосистему, необхідно звертати увагу на біомасу, яка створюється молоддю в прибережних ділянках водойм. У зв'язку з цим постає питання пошуку екологічного індексу, який міг би в собі об'єднувати як чисельність так і біомасу молоді риб та наглядно відображати стан прибережних іхтіоценозів. Відомий спосіб екологічної оцінки планктонних гідробіоценозів [Мордухай-Болтовской Ф.Д. Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов [Текст] / Ф.Д. Мордухай-Болтовской. М.: Наука. 1975. - 241 с.], що базується на використанні індексу ценотичної значимості (ІЦЗ) Мордухай-Болтовського. Недоліком даного способу є те, що його не можна застосувати для оцінки популяцій риб. В основу корисної моделі поставлена задача розробити спосіб екологічної оцінки популяцій молоді риб з використанням малькового індексу ценотичної значимості (МІЦЗ), який полягає у використанні розробленого нами індексу, що має ряд суттєвих переваг, а саме: інформативність та зручність у використанні, оскільки індекс враховує не лише чисельність виду, але і його внесок в загальну біомасу, дозволяє виділити види-домінанти прибережних угруповань риб. На відміну від аналога МІЦЗ враховує не лише чисельність виду, але і його внесок в загальну біомасу. Також індекс дозволяє виділити види-домінанти прибережних популяцій риб. Перевагою даного способу є те, що графічне зображення значень МІЦЗ, отримане шляхом ранжування видового списку іхтіофауни в порядку зменшення величини індексу, наочно показує структуру іхтіоценозу. Спосіб здійснюється наступним чином: Молодь риб відловлюється в третій декаді липня - першій декаді серпня на мілководдях водойм. Малькові облови проводяться 10-метровою мальковою тканкою висотою 1 м, яка виготовлена з млинарського газу №7. Весь улов молоді риб розподіляється за видами та віком (цьоголітки, дволітки), підраховується кількість екземплярів і проводяться виміри індивідуальної маси особин з точністю до 0,01 г. При цьому промислових видів досліджується не менше 50 екземплярів, а не промислових - 25 екз. За відносну чисельність молоді береться кількість цьоголіток (або дволіток) на одиницю 2 площі водойми, із розрахунку на 100 м площі облову. 1 UA 106677 U Для кожного виду (та вікової групи) за формулою розраховується величина показників МІЦЗ: МІЦЗ=р√в, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 (1) де, МІЦЗ- мальковий індекс ценотичної значимості, p - чисельність риб, які трапляються на 2 2 2 100 м водойми, %; в - біомаса мальків на 100 м , г/100 м . Види риб ранжують за величиною МІЦЗ від найбільшого показника до найменшого. Будують гістограму за показниками МІЦЗ, яка включає в себе назву виду та величину індексу. На гістограмі шляхом побудови лінії тренду показують ступінь наближення розподілу видів риб за показниками МІЦЗ до логарифмічної функції та виносять коефіцієнт наближення до логарифмічного розподілу. Результати інтерпретують. Якщо графік має різку кривизну, а на діаграмі виділяються 1-3 види-домінанти - екосистема не врівноважена та дестабілізована. Якщо кривизна графіка 2 незначна, види розподіляються за індексом рівномірно, а коефіцієнт апроксимації (R ) наближається до 1 - екосистема має стабільний та урівноважений стан. Заявлений спосіб екологічної оцінки популяцій молоді риб з використанням МІЦЗ випробували на базі кафедри загальної біології та водних біоресурсів Дніпропетровського національного університету імені Олеся Гончара. ПРИКЛАД 1. Дослідження видового складу, чисельності та біомаси молоді риб проводили на акваторії Запорізького водосховища протягом 2010-2013 pp. Види-домінанти прибережних іхітоценозів Запорізького водосховища були виділені за допомогою заявленого малькового індексу ценотичної значимості (МІЦЗ), який враховує чисельність кожного виду та його внесок у біомасу. Для розрахунків ІЦЗ використовувалися ті види риб, які найбільш часто трапляються в уловах. Графічне зображення значень ІЦЗ, отримане шляхом ранжування видового списку іхтіофауни відповідно до зменшення величини індексу, наочно показує структуру рибного населення (фіг. 1). За результатами досліджень 2010 р., В Запорізькому водосховищі домінуючим видом був R. 2 sericeus, його чисельність на мілководдях становила від 1000 до 1500 екз./100 м , а біомаса від 2 600 до 1000 г/100 м , а величина МІЦЗ - 2031,51. Наявність одного виду-домінанта, вказує на несприятливий і розбалансований екологічний стан мілководних ділянок водосховища. У 2011 році ситуація дещо змінилася - в Запорізькому водосховищі виділялася група домінуючих видів зі значенням МІЦЗ від 290 до 730: R. rutilus, R. sericeus, A. alburnus, N. fluviatilis. Серед цих видів R. rutilus виступає промисловим видом і займає одне з лідируючих місць в іхтіоценозах прибережних біотопів Запорізького водосховища. Після видів-домінантів спостерігається поступове вирівняне зниження малькового індексу ценотичної значимості для груп, показники цього індексу яких знаходилися в межах від 5 до 30, це: С. auratus gibelio, A. boyeri, L. delineatus, N. melanostomus, P. parva, A. brama, P. fluviatilis, S. erythrophthalmus і С. taenia. У 2012 році для Запорізького водосховища група домінуючих видів була представлена наступними рибами: R. rutilus - велична МІЦЗ становила 665,45, A. Alburnus-371,94, Ν. Fluviatilis246,63. Значення МІЦЗ таких цінних промислових видів риб, як A. aspius, S. cephalus, С. carpio carpio, S. lucioperca знаходилися в діапазоні від 0,04 до 5,22 - це вказує на незадовільне відтворення цих видів риб і порушення в структурі іхтіоценозів, швидше за все вони викликані антропогенними чинниками. В 2013 році домінуючими видами були R. rutilus та R. sericeus, величини індексу МІЦЗ яких сягнули 1317,24 та 1128,72 відповідно. Сплеск чисельності R. sericeus також можна пов'язати з одночасним зниженням чисельності цьоголіток С. auratus gibelio. Загалом, загальна ситуація з біорізноманіттям іхтіофауни Запорізького водосховища вказує на порушення в структурі іхтіоценозів, викликані антропогенними факторами. ПРИКЛАД 2. Як відомо, Самарська затока Запорізького водосховища характеризується посиленим антропогенним навантаженням. Відмічено, що видовий склад риб прибережних ділянок Запорізького водосховища неоднорідний та різниться на окремих ділянках. Встановлено, що видовий склад молоді риб мілководь Самарської затоки бідніший, ніж у Запорізькому водосховищі, і нараховував 23 види. Види-домінанти прибережних іхтіоценозів Самарської затоки виділені за допомогою малькового індексу ценотичної значимості (фіг. 2, зліва). Графічне зображення МІЦЗ, отримане після ранжування видового списку іхтіофауни за зменшенням величини індексу, наглядно показує структуру угруповань та явне домінування С. auratus gibelio (МІЦЗ=1235,48). Досить високі показники МІЦЗ відмічаються для P. parva та N. melanostomus (332,53 та 116,07 відповідно). Стрімке падіння показників МІЦЗ (в межах від 0,93 до 1,27) відмічається для цінних 2 UA 106677 U 5 10 15 промислових видів риб (P. fluviatilis, A. brama, S. lucioperca, C. carpio), що є критерієм ймовірного підриву показників поповнення популяції цих видів риб та дає досить невтішні прогнози щодо майбутніх промислових уловів. Загалом для Запорізького водосховища виділяється група домінуючих видів: R. rutilus, R. sericeus, A. alburnus, N. fluviatilis (фіг. 2, справа). Варто відмітити, що в порівнянні з Запорізьким водосховищем значення показника МІЦЗ таких цінних ресурсних видів Самарської затоки як А. brama та Р. fluviatilis нижчі приблизно у 13,4 та 8,5 разу відповідно. На графіках показаний ступінь наближення до логарифмічної функції розподілу угруповань видів риб за МІЦЗ та коефіцієнт наближення до логарифмічного розподілу. Низький коефіцієнт 2 апроксимації R =0,59 розподілу видів молоді риб в прибережних ділянках Самарської затоки, в 2 порівнянні з Запорізьким водосховищем (R =0,76), дає підстави стверджувати, що незадовільний екологічний стан екосистем затоки впливає на видове різноманіття риб прибережних ділянок та призводить до падіння біорізноманіття риб. Заявлений спосіб може бути використаний при дослідженні урожайності молоді риб та може бути задіяний для екологічної оцінки структури популяції молоді риб (як цьоголіток, так і дволіток). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб екологічної оцінки популяцій молоді риб з використанням малькового індексу ценотичної значимості (МІЦЗ), який відрізняється тим, що молодь риб відловлюють в третій декаді липня першій декаді серпня на мілководдях водойм, після чого її розподіляють за видами та віком, потім підраховують кількість екземплярів та проводять виміри індивідуальної маси особин з точністю до 0,01 г, після цього для кожної вікової групи окремо розраховують чисельність та біомасу риб на одиницю площі водойми, причому розрахунок величини показників МІЦЗ для кожного виду та вікової групи проводять за формулою: МІЦЗ=р√в, (1) де МІЦЗ - мальковий індекс ценотичної значимості, р - чисельність риб, які трапляються на 2 2 2 100 м водойми, %; в - біомаса мальків на 100 м , г/100 м . 3 UA 106677 U 4 UA 106677 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5