Графический анализ трансформации озерных экосистем по таксономической структуре диатомовых комплексов
Анализируются изменения таксономической структуры в диатомовых комплексах озерного генезиса под воздействием абиотических факторов. Применен авторский метод графического анализа диатомовых комплексов. Выделено три типа распределения таксономических пропорций, которые формируются под воздействием при...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Альгология |
|---|---|
| Datum: | 2014 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України
2014
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/81395 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Графический анализ трансформации озерных экосистем по таксономической структуре диатомовых комплексов / Л.В. Разумовский // Альгология. — 2014. — Т. 24, № 3. — С. 310-314. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860065234289426432 |
|---|---|
| author | Разумовский, Л.В. |
| author_facet | Разумовский, Л.В. |
| citation_txt | Графический анализ трансформации озерных экосистем по таксономической структуре диатомовых комплексов / Л.В. Разумовский // Альгология. — 2014. — Т. 24, № 3. — С. 310-314. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Альгология |
| description | Анализируются изменения таксономической структуры в диатомовых комплексах озерного генезиса под воздействием абиотических факторов. Применен авторский метод графического анализа диатомовых комплексов. Выделено три типа распределения таксономических пропорций, которые формируются под воздействием природных абиотических факторов: экспоненциальный, логистический и линейный.
This study provides the analysis of the changes of taxonomic structure in diatom assemblages of lacustrine genesis under the influence of abiotic factors. The author’s method of graphical analysis of diatom assemblages was used. Three types of taxonomic proportion distribution (exponential, logistic and linear) which are formed under the influence of natural abiotic factors were distinguished.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:06:44Z |
| format | Article |
| fulltext |
Л.В. Разумовский
310 ISSN 0868-8540. Algologia. 2014, 24(3)
УДК 574.5; 561.26
Л.В. РАЗУМОВСКИЙ
Федеральное гос. бюджетное учреждение науки, Институт водных проблем РАН,
ул. Губкина, 3, 119991 Москва, Россия
e-mail: razum@aqua.laser.ru
ГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТРАНСФОРМАЦИИ ОЗЕРНЫХ ЭКОСИСТЕМ
ПО ТАКСОНОМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЕ ДИАТОМОВЫХ КОМПЛЕКСОВ
Анализируются изменения таксономической структуры в диатомовых комплексах озер-
ного генезиса под воздействием абиотических факторов. Применен авторский метод
графического анализа диатомовых комплексов. Выделено три типа распределения таксо-
номических пропорций, которые формируются под воздействием природных абиоти-
ческих факторов: экспоненциальный, логистический и линейный. Два первых типа соот-
ветствуют прижизненным таксономическим пропорциям, которые объективно отражают
естественную экологическую обстановку в озерах. Третий тип (линейный) соответствует
комплексам, которые подверглись процессам переноса и переотложения. Установлено три
модели трансформации их таксономической структуры. Первая модель трансформации
характерна для малых озер (< 1 км2), вторая − для озер среднего размера (1−4 км2). Обе
модели имеют место при негативном воздействии извне и стабильных параметрах самой
экосистемы. Третий тип может наблюдаться в озере любого размера, если меняются
физико-химические свойства самой водной среды или морфометрические параметры
водоема.
К л ю ч е в ы е с л о в а : диатомовые комплексы, озерные экосистемы, графический
анализ.
Введение
Диатомовый анализ считается одним из наиболее информативных методов
оценки трансформаций, происходящих в озерных экосистемах. Вместе с тем, он
имеет значительный неиспользованный информационный резерв. Наглядным
подтверждением этого факта является метод графического анализа таксономи-
ческих пропорций в диатомовых комплексах.
Основная цель наших многолетних исследований – разработка классифика-
ционных признаков трансформации озерных экосистем под воздействием при-
родных и антропогенных факторов для совершенствования методов биоинди-
кации и палеореконструкций.
Материалы и методы
Метод графического сопоставления разработан нами при пространственном
анализе диатомовых комплексов из современных озерных осадков (Разумовский,
Моисеенко, 2009; Разумовский, 2010). Были исследованы более 90 озер из
различных регионов Европейской части России. Анализ трансформации струк-
туры диатомовых комплексов во времени был изучен по колонкам донных
отложений из 8 озер, расположенных в различных ландшафтно-климатических
зонах Европейской части России (Разумовский, Гололобова, 2009; Разумовский,
Моисеенко, 2009; Разумовский, 2010; Разумовский, Разумовский, 2013;
Разумовский и др., 2014).
© Л.В. Разумовский, 2014
Графический анализ трансформации озерных экосистем
ISSN 0868-8540. Альгология. 2014, 24(3) 311
При графическом анализе для каждого диатомового комплекса опреде-
ляется относительная численность всех идентифицированных таксонов видового
и более низких рангов (далее в тексте — таксонов). При построении графиков
по оси абсцисс откладывается число идентифицированных таксонов, а по оси
ординат — их относительная численность (при выборке не менее 200 створок).
Таксоны ранжируются по показателю относительной численности в сторону его
уменьшения. По относительной численности таксоны разделяют на: домини-
рующие (не менее 8–10 % комплекса), сопутствующие (более 1–2 %) и редкие
(менее 1 %). Исходный график или гистограмму строят в линейной системе
координат.
Последовательный анализ полученных графиков (гистограмм) осуществ-
ляется в линейной и логарифмической системе координат. В логарифмической
системе координат анализируются не сами графики, а их тренды, представ-
ленные результирующими прямыми линиями.
В линейной системе координат у полученных графиков или гистограмм
всегда образовывался «хвост», состоящий из редких и случайных таксонов, име-
ющих незначительную относительную численность в комплексе.
В отличие от доминирующих и сопутствующих таксонов, представляющих
собой некую устойчивую, экологически адаптированную совокупность, в
хвостовой части гистограммы располагается «хаотизированная» часть диатомо-
вого комплекса. Общая совокупность этих таксонов полностью попадает под
определение «статистический шум». Поэтому в логарифмической системе коор-
динат результирующие линии строились двумя способами: с учетом всего
спектра таксонов (чтобы не потерять часть информации) и только с учетом
доминирующих и сопутствующих таксонов.
Результаты и обсуждение
При применении разработанной методики анализа озера были разделены по
двум категориям размерности: с площадью водного зеркала менее 1 км2 (малые)
и от 1 до 4 км2 (средние).
В линейной системе координат выделены два типа графиков естественной,
ненарушенной структуры таксономических пропорций в диатомовых комплексах
(Разумовский, Моисеенко, 2009; Разумовский, 2010). Первый из них по своим
очертаниям близок к экспоненциальной зависимости и характерен для малых озер.
Для озер среднего размера форма полученных графиков имеет определенное
подобие с логистической зависимостью (Шитиков и др., 2005). При изменении
абиотических параметров среды оба типа графиков трансформируются. Существует
третий тип распределения — линейный. Такой тип распределения таксономических
пропорций характерен для переотложенных комплексов.
Три основных типа распределения таксономических пропорций соответ-
ствуют трем основным нециклическим формам зависимостей («откликов»),
которые возникают в экосистемах при их ответных реакциях на внешнее
воздействие (Шитиков и др., 2005). При анализе в логарифмической системе
координат для озер малого и среднего размера выделены три основных
сценария пространственно-временной трансформации.
Для озер малого размера характерен первый из выявленных сценариев
трансформации диатомовых комплексов. При увеличении негативной нагрузки
происходит «вращение» результирующих линий вокруг некой точки или
Л.В. Разумовский
312 ISSN 0868-8540. Algologia. 2014, 24(3)
локальной области (рис. 1). Этот процесс происходит до определенного предела,
после чего результирующие линии перемещаются из области гипотетического
«вращения», что соответствует стадии деградации биоценоза в озере.
Была получена зависимость между порядком каждого таксона (x) и его
относительной численностью (y) через два коэффициента: ia
i xky .
Первый из них – аi определяется линейным параметром: расстоянием до
источника генерации негативного воздействия. Зависимость имеет степенной
характер, т.к. при продвижении к источнику генерации сила негативного
воздействия будет расти нелинейно.
Рис. 1. Обобщенная модель трансформации диатомовых комплексов из
озер малого размера
Второй коэффициент ki имеет композиционную структуру. Его линейный
компонент содержит численные значения хo и уo, соответствующие координатам
точки «вращения». Это необходимое число доминирующих таксонов (хo) и
допустимый нижний порог их относительной численности (уo), который может
обеспечить трофометаболическую целостность малого озера (см. рис. 1).
Для озер среднего размера характерен второй из выделенных сценариев
трансформации, который на начальном этапе выражен в форме веерообразного
«разворота» вокруг некой общей области. В этом случае трофометаболическая
целостность озер среднего размера поддерживается не только доминирующим
комплексом, но и группой сопутствующих таксонов (рис. 2).
При увеличении негативной нагрузки в озере среднего размера наблюдается
фазовый переход и дальнейшая трансформация происходит согласно модели,
характерной для озера малой размерности (см. рис. 2). Большая часть трансфор-
маций в малых и средних озерах соответствует одной из двух описанных
моделей.
Существует третья модель трансформации, которую нельзя свести к двум
первым — параллельное расположение результирующих линий. В этом случае
речь не идет о внешних факторах воздействия — меняются свойства самой
среды обитания (температура, pH, глубина водоема).
Графический анализ трансформации озерных экосистем
ISSN 0868-8540. Альгология. 2014, 24(3) 313
Рис. 2. Обобщенная модель трансформации диатомовых комплексов из
озер среднего размера
Заключение
Разработанный метод графического анализа таксономических пропорций в
диатомовых комплексах позволяет достоверно оценить совокупный (интеграль-
ный) уровень антропогенной нагрузки на озерные экосистемы и сопредельные
территории. Анализ пространственно-временных трансформаций, происходя-
щий в озерных экосистемах, дает возможность получать новую, значимую
информацию при биомониторинге и палеореконструкциях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Разумовский Л.В. Оценка трансформации озерных экосистем методом диатомового
анализа. — М.: Геос, 2010. — 200 с.
Разумовский Л. В., Гололобова М.А. Трансформация диатомовых комплексов озер Борое и
Глубокое в конце позднего голоцена // Тр. Гидробиол. станции на Глубоком озере. —
М.: КМК, 2009. – Т. 10. — С. 195–207.
Разумовский Л.В., Моисеенко Т.И. Оценка пространственно-временных трансформаций
озерных экосистем методом диатомового анализа // Докл. РАН. Общ. биол. — 2009.
— 429(3). — С. 274–277.
Разумовский Л.В., Разумовский В.Л. Регистрация новейших экосистемных событий в озере
Каракель по переотложенным диатомовым комплексам // Вестн. Тюмен. гос. ун-та.
Экология. — 2013. — (12). — С. 121–127.
Разумовский Л.В., Шелехова Т.С., Разумовский В.Л. Новейшая история озер Большое и
Зеркальное по результатам диатомового анализа // Вод. рес. — 2014. — 41(5). — С. 1–5.
Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы,
критерии, решения. Кн. 1. — М.: Наука, 2005. — 281 с.
Подписал в печать С.П. Вассер
Л.В. Разумовский
314 ISSN 0868-8540. Algologia. 2014, 24(3)
L.V. Razumovsky
Federal State Budgetary Institute of Science,
Water Problems Institute of RAS,
3, Gubkina St., 119991 Moscow, Russia
e-mail: razum@aqua.laser.ru
GRAPHICAL ANALYSIS OF THE LAKE ECOSYSTEM TRANSFORMATION
ACCORDING TO TAXONOMIC STRUCTURE OF DIATOM ASSEMBLAGES
This study provides the analysis of the changes of taxonomic structure in diatom assemblages of
lacustrine genesis under the influence of abiotic factors. The author’s method of graphical analysis
of diatom assemblages was used. Three types of taxonomic proportion distribution (exponential,
logistic and linear) which are formed under the influence of natural abiotic factors were
distinguished. The first two types correspond to lifetime taxonomic proportions which objectively
reflect environmental conditions in lakes. The third type (linear) corresponds to assemblages
which are affected by processes of transfer and redeposition. We revealed three transformation
scenarios of taxonomic structure. The first one is characteristic for small lakes (< 1 km2) and the
second one is characteristic for middle lakes (1–4 km2). Both scenarios are developed with stable
parameters of the ecosystem under negative external impact. The third type of transformation is
developed in lake of any size in case of changes of physicochemical properties or morphometric
parameters of the lake.
K e y w o r d s : diatom assemblages, lake ecosystems, graphical analysis.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-81395 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-8540 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:06:44Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Разумовский, Л.В. 2015-05-15T07:35:38Z 2015-05-15T07:35:38Z 2014 Графический анализ трансформации озерных экосистем по таксономической структуре диатомовых комплексов / Л.В. Разумовский // Альгология. — 2014. — Т. 24, № 3. — С. 310-314. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0868-8540 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/81395 574.5; 561.26 Анализируются изменения таксономической структуры в диатомовых комплексах озерного генезиса под воздействием абиотических факторов. Применен авторский метод графического анализа диатомовых комплексов. Выделено три типа распределения таксономических пропорций, которые формируются под воздействием природных абиотических факторов: экспоненциальный, логистический и линейный. This study provides the analysis of the changes of taxonomic structure in diatom assemblages of lacustrine genesis under the influence of abiotic factors. The author’s method of graphical analysis of diatom assemblages was used. Three types of taxonomic proportion distribution (exponential, logistic and linear) which are formed under the influence of natural abiotic factors were distinguished. ru Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України Альгология Экология, ценология, охрана и роль водорослей в природе Графический анализ трансформации озерных экосистем по таксономической структуре диатомовых комплексов Graphical analysis of the lake ecosystem transformation according to taxonomic structure of diatom assemblages Article published earlier |
| spellingShingle | Графический анализ трансформации озерных экосистем по таксономической структуре диатомовых комплексов Разумовский, Л.В. Экология, ценология, охрана и роль водорослей в природе |
| title | Графический анализ трансформации озерных экосистем по таксономической структуре диатомовых комплексов |
| title_alt | Graphical analysis of the lake ecosystem transformation according to taxonomic structure of diatom assemblages |
| title_full | Графический анализ трансформации озерных экосистем по таксономической структуре диатомовых комплексов |
| title_fullStr | Графический анализ трансформации озерных экосистем по таксономической структуре диатомовых комплексов |
| title_full_unstemmed | Графический анализ трансформации озерных экосистем по таксономической структуре диатомовых комплексов |
| title_short | Графический анализ трансформации озерных экосистем по таксономической структуре диатомовых комплексов |
| title_sort | графический анализ трансформации озерных экосистем по таксономической структуре диатомовых комплексов |
| topic | Экология, ценология, охрана и роль водорослей в природе |
| topic_facet | Экология, ценология, охрана и роль водорослей в природе |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/81395 |
| work_keys_str_mv | AT razumovskiilv grafičeskiianaliztransformaciiozernyhékosistempotaksonomičeskoistrukturediatomovyhkompleksov AT razumovskiilv graphicalanalysisofthelakeecosystemtransformationaccordingtotaxonomicstructureofdiatomassemblages |