Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultet Departman za biologiju i ekologiju Petar Ilić Sastav i struktura zajednice riba u barskim ekosistemima u okolini Niša - MASTER RAD - Niš, 2018
Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultet Departman za biologiju i ekologiju Sastav i struktura zajednice riba u barskim ekosistemima u okolini Niša - MASTER RAD - Student: Petar Ilić, 217 Mentor: dr Milica Stojković Piperac Niš, 2018
University of Niš Faculty of science and mathematics Department of biology and ecology Composition and structure of fish community in pond ecosystems nearby the city of Niš - MASTER THESIS - Candidate: Petar Ilić, 217 Mentor: Milica Stojković Piperac, PhD Niš, 2018
Biografija kandidata Petar Ilić rođenje 17. jula 1992. godine u Nišu. Osnovnu školu Ratko Vukićević unišu završava 2007, a potom upisuje Gimaziju 9. maj, u Nišu i završava 2011. godine. Nakon srednje škole, 2011. godine, upisuje osnovne akademske studije na Prirodnomatematičkom fakultetu, Univerziteta u Nišu, na Departmanu za biologiju i ekologiju. Osnovne akademske studije završava 2015. godine. Iste godine upisuje master akademske studije na Departmanu za biologiju i ekologiju, Prirodno-matematičkog fakulteta, Univerziteta u Nišu, smer Ekologija i zaštita prirode, koje završava 2018. godine.
Zahvalnica Najsrdačnije se zahvaljujem svojoj mentorki dr Milici Stojković Piperac, kao i profesoru dr Đurađu Miloševiću na strpljenju i pomoći pri studijskom istraživačkom radu, kao i u samoj izradi ovog master rada. Najveću zahvalnost dugujem svojoj porodici, kao i kolegama. Hvala vam na apsolutnoj podršci i ogromnoj pomoći tokom mog školovanja.
Sažetak Ovaj rad obuhvata istraživanje sastava zajednice riba 6 bara raspoređenih uz reku Južnu Moravu u blizini Niša. Uzorkovanje je vršeno tokom jeseni 2016. metodom elektroribolova. Jedan od ciljeva bio je i procenaosnovnih elemenata strukture riblje zajednice kao što su dominantnost, konstantnost i diverzitet. Klasifikacionim metodama grupisani su ekosistemi slični u pogledu sastava i strukture zajednice. Opisan je značaj antropogenog faktora u strukturiranja proučavanih ihtiocenoza. Ključne reči: barski ekosistemi, zajednica riba, diverzitet, zagađenje
Abstract This work presents the investigation of fish community composition in 6 pondssituated nearby Southern Morava River, on the territory of the city of Niš. Sampling was carried out during the autumn 2016. by electrofishing method. This study aims to investigate several elements of fish community structure: dominance, frequency and diversity. Additionally, the appropriate classification methods were used to cluster ponds according to their community structure and composition. Finally, the importance of anthropogenic factor in structuring fish communities was evaluated. Key words: ponds, fish community, diversity, pollution
Sadržaj 1. UVOD... 1 1.2 Ribe kao bioindikatori... 4 1.3 Fauna riba stajaćih voda... 5 1.4 Uticaj sredinskih faktora na strukturu zajednice riba u stajaćim vodama... 6 1.5 Opšte karakteristike bara... 8 1.6 Dosadašnja istraživanja na datom području... 9 1.7 Ciljevi rada... 10 2. MATERIJALI I METODE... 11 2.1. Područje istraživanja... 11 2.2. Prikupljanje materijala... 13 2.3. Analiza podataka... 15 3. REZULTATI I DISKUSIJA... 17 4. ZAKLJUČAK... 22 5. LITERATURA... 23
1. UVOD U toku razvoja ljudske civilizacije u Evropi, evidentan je snažan antropogeni pritisak na ihtiofaunu (Maletin i sar., 2015). Kada se gleda biološka raznovrsnost, fauna slatkovodnih riba se često ističe kao najviše pogođena antropogenim delatnostima (Saundres i sar., 2002). Kao glavni problem u zaštiti slatkovodnih riba ističe se ograničeni životni prostor (potoci, reke, jezera, bare)uz vrlo ograničenu sposobnost prelaska između vodenih ekosistema (Unmack, 2001). Zaštita slatkovodnih riba išla je u pravcu brige o ekonomski značajnim vrstama, kao što su lososi i pastrmke (Maletin i sar., 2015). Antropogeni faktori koju utiču na ihtiofaunu kopnenih voda odnose se na zagađenja koja potiču iz poljoprivrede, industrijskih i komunalnih otpadnih voda, usled intenzivne urabanizacije, a naročito izvođenjem hidrograđevinskih radova (drenažni i kanalski sistemi, izgradnja nasipa, brana i prevodnica) (Smith i Darwall, 2006). Takođe, uvođenje alohtonih vrsta riba kao i privredni i sportski ribolov imaju veliki značaj u osiromašavanju ribljeg fonda i ihtiofaune (Leonardos i sar., 2008). U vodama Srbije poslednjih stotinak godina introdukovani su patuljasti som, sunčanica, srebrni karaš, beli amur, amurski čebačok, beli i sivi tolstolobik i pastrmski grgeč. Najdrastičniji negativan uticaj na riblje naselje dolazi od industrijskih i komunalnih otpadnih voda koje izazivaju značajan mortalitet polno zrelih jedinki i mlađi. Sve ove faktore treba sagledavati integralno jer su mnogi ovi faktori povezani i njihove negativne posledice znaju da budu nepredvidive na ukupan riblji fond (Maletin i sar., 2015). Zagađenje vode je najznačajniji faktor koji ugrožava ne samo ribe nego i ceo vodeni ekosistem. Ogleda se u povećanju organskih materija, rastvorenih soli, kiselina, metala i drugih toksikanata, kao i temperature. Velike vrednosti ovih faktora mogu da dovedu do pomora ribe, direktnim ili indirektnim uticajem što dovodi do poremećaja kiseoničnog režima. U blažim vrednostima ovih faktora dolazi do nekih promena u zajednici ihtiofaune, tako što šaranske vrste, grgeč i smuđ potiskuju i zamenjuju osetljivije vrste (pastrmske i ozimicu). Kada su povećane vrednosti fosfora i azota ubrzava se proces eutrofizacije, što dovodi do usporavanja rasta grgeča i drugih vrsta iz te familije i smanjenje plodnosti nekih šaranskih vrsta riba (Maletin i sar., 1
2015).Veliko organsko zagađenje dovodi do pada koncetracije kiseonika u vodi, što je uslovilo nepovratan gubitak pojedinih vrsta riba, kao što su rečna paklara, slatkovodna haringa, losos i mladica u zapadnoj Evropi (Maletin i sar., 2015). U vodotoke koji se nalaze pored industrijskih i rudarskih regiona dospevaju metali kao što su bakar, živa, kadmijum, cink i olovo. Ovi metali mogu da izazovu različite fiziološke i morfološke promene.cink, bakar i živa prouzrokuju morfološke promene na škrgama smanjujući njihovu respiracionu efikasnost. Veoma je teško uočiti pojedinačni efekat metala na zajednicu riba jer u se u praksi najčešće sreće njihovo kompleksno zagađenje (Maletin i sar., 2015). Takođe pesticidi, a najviše herbicidi i insekticiti, imaju veoma štetan efekat na ihtiofaunu. DDT negativno deluje na skeletnu muskulatru riba dok organski fosfati (malation i paration) inaktivišu acetilholniesteraze, enzime koji utiču na regulisanje balansa natrijiuma u organizmu riba. Niske koncentracije nekih herbicida mogu da izazovu deformacije u razvoju kičmenog stuba larvi šaranskih vrsta riba (Maletin i sar., 2015). Takođe, i fizički faktori mogu da budu negativni i da utiču na opšte stanje ribljeg fonda. Poseban oblik fizičkog zagađenja je termopolucija koji uključuje temperaturne promene vode. Visoka temperatura vode se javlja u vodotocima blizu termoelektrana mada, je ona retko fatalna za ribe s tim što prouzrokuje neke vidove stresa. Sa povećanjem temperature vode dolazi do pojačavanja toksičnog dejstva nekih otrovnih materija, kao npr. cijanida (Maletin i sar., 2015). Veliki problem koji doprinosi izmenama faune riba u vodenim ekosistemima je uvođenje novih vrsta. Mnogo primera ima u svetu koji se odnosi na ovo zagađenje. U irskim vodama unošenje štuke je redukovalo brojnost domaćih grabljivica, lososa i pastrmke. Ovaj vid zagađenja se desio i u zapadnoj Nemačkoj, Holandiji i istočnoj Engleskoj gde je transferom smuđa ugrožen opstanak šaranskih vrsta riba. Introdukovanjem samo nekoliko vrsta ozimica u vode Švedske doprinela je iščezavanju jezerske zlatovčice koja ima veoma slične ekološke zahteve. Unosom novih vrsta često mogu dospeti i novi izazivači bolesti ili paraziti kao što su metilji ili pantljičare. Sa kalifornijskom pastrmkom uneta je virusna hemoragična septikemija koja je zarazila domaću potočnu pastrmku (Maletin i sar., 2015). 2
Posebno značajan negativan uticaj na održavanje i unapređenje ribljeg fonda predstavlja prekomerenu ulov. To je jedan od glavnih razloga iščezavanja jesenje rase morune i nekih drugih migratornih jesetarskih vrsta iz gornjeg i srednjeg toka Dunava. Populacije ovih vrsta su se naglo smanjile još u XVI veku, mnogo pre pojave otpadnih voda i hidromelioracionih radova. Slično se dešava i sa somom u Skandinaviji, gde se intenzivno love primerci ispod minimalno dozvoljenih veličina kao i linjakom širom Evrope. Nasuprot njima, neke vrste koje nemaju ekonomsku vrednost u mnogim vodama doživljavaju oporavak (Maletin i sar., 2015). 3
1.2 Ribe kao bioindikatori U biološke indikatore spadaju vrste koje su jedinstveni pokazatelji stanja životne sredine, koje mogu da daju signal o ekološkom statusu vodenih ekosistema. Prilikom odabira indikatora treba voditi računa da budu zadovoljeni sledeći uslovi (Stojković Piperac,2015): Indikator mora da bude koristan, tako da daje odgovore na postavljeno pitanje; Indikator mora da bude objektivan, predstavljen na precizan i jasan način; Indikator mora da bude naučno relevantan, da obezdeđuje tačnu promenu ključnog faktora; Konstantna merljivost tj. merenje sa visoko ponovljivim standardizovanim metodama i sa minimalnim greškama pri merenju; Indikator bi trebalo da obezbeđuje maskimalnu količinu informacija u odnosu na uložen trud; Preporučljiv indikator bi trebalo da bude odgovarajući tj. da obezbedi ranu detekciju promena i mogućnosti da registruje stepen kolebanja duž skale. Makroinvertebrate, istorijski gledano, imaju izuzetan značaj u proceni kvaliteta vode, ali u novije vreme više se koriste podaci dobijeni proučavanjem strukture riblje zajednice (Stojković Piperac, 2015). Ribe imaju mnogo svojstava koje ih čine dobrim indikatoroma, pri biološkoj proceni kvaliteta vode (Fame Consortium, 2004): Ribe su prisutne u svim površinskim vodama; Njihova identifikacija je relativno laka, njihovi ekološki zahtevi i životni ciklusi su dobro poznati; Dužina života mnogih vrsta omogućava procenu osetljivosti na poremećaje sistema kroz relativno dug vremenski rad; Osetljivost na pojedine faktore je poznata kod velikog broja vrsta kao i njihov odgovor na stres; Različit stepen tolerancije u zavisnosti od količine i vrste polutanata; 4
Različite vrste riba nalaze se na različitim trofičkim nivoima: omnivori, herbivori, isektivori, planktivori, picitivori; Žive u različitim tipovima staništa: bentosne, palegijalne, reofilne, limnofilne; Smanjenje ili povećanje brojnosti populacije se lako procenjuje i održava vrednost stresnog faktora; Lako se sakupljaju korišcenjem odgovarajuće opreme. Korišćenje riba kao bioindikatora može da ima i neke nedostatke kao što su: potreba za radnom snagom (za pravilno uzorkovanje potrebna je tročlana ekipa), migracija i velika mobilnost koja može dovesti do pogrešnih zaključaka i predrasude prilikom korišćenja različitih metoda (Grabarkiewicz i Davis, 2008). 1.3 Fauna riba stajaćih voda Sastav ihtiofaune u stajaćim vodama, naročito jezerima, razlikuje se od one u rekama jer nemaju određenu specifičnu strukturu. Ribe koje žive samo u jezerima vezane su uglavnom za tektonska i glacijalna jezera i predstavljaju njihove endemite (Simić i Simić, 2009). Na sastav ihtiofaune stajaćih vodaznačajan uticaj ima trofički status tog vodenog ekosistema. Pri promeni abiotičkih činilaca (količina organske materije, kiseonka, prisustva makrovegetacije) menja se i fauna riba (Simić i Simić, 2009). U oligotrofnim jezerima, gde je količina nutritijenata mala, sreće seprost sastav ihtiofaune, koju čine samo vrste iz grupe salmonida. Oligotrofna jezera naseljavaju vrste roda Salmo i Salvelinus (pastrmke i zlatovčica) sa vrstama Salmo truta i Salvelinus alpinus. Povećanjem nutritijenata dolazi do promene i drugih abiotičkih i biotičkih faktora, pa pored salmonidnih vrsta nalaze se i vrste iz grupe koregonida (Coregonus albula i Coregonus laveratus) koje postaju dominantne. Kod mezotrofnih jezera dominantno je prisustvo riba iz grupe percida (Perca fluviatilis, Sander lucioperca i Gymnocephalus cernus). Ribe iz grupe koregonida postepeno nestaju kako se povećava proces trofičnosti. Sa povećavanjem 5
nutritijenata i postepenim prelazom u stanje eutrofije povećava se i broj ribljih familija. U eutrofnim jezerima srećemo vrste iz grupe ciprinide, a posebno abramide i to (Abramis brama, Rutilus rutilus, Blica bjoerkna i dr.) i esocide (Exos lucius) (Simić i Simić, 2009). Sa porastom eutrofizacije povećava se i biomasa riba, zato što je povećana hrana za ribe. Povećanje biomase ide dotle dok se ne pojave negativne posledice eutrofizacije: nedostatak kiseonika, smanjenje providnosti, povećavanje mutnoće, obrastanje i povećavanje litorala. Promene izazvane eutrofizacijom odražavaju se i na unutrašnje promene u populacijama riba kao što su: promena u dužini tela, vreme dostizanja polne zrelosti, javljaju se jedinke sa kraćim životom. Ove promene dalje dovode do promena u strukturi zajednica riba (Simić i Simić, 2009). 1.4 Uticaj sredinskih faktora na strukturu zajednice riba u stajaćim vodama Zajednica riba se formira kao rezultat delovanja više vrsta faktora (Smith i Powell, 1971). Opstanak neke vrste u ekosistemu zavisi pre svega od njene tolerancije na abiotičke faktore (tepteraturni režim, ph vrednost, režim rastvorenog kiseonika, sadržaj rastvorenih minerala, hidrološka dinamika). Ovaj skup faktora određuje fundamentalnu nišu koju je definisao Hutchinson (1957). Da li će vrsta i pored odgovarajuće fundamentalne niše opstati u datom ekosistemu zavisi i od biotičkih faktora (predatorstvo, kompeticija, parazitizam i slični odnosi između organizama). Vrste koje u istom staništu imaju ostvarene realizovane niše zajedno čine zajednicu riba. Međutim, na formiranje definitivne zajednice riba utiče i čovekovo delovanje što povećava nepredvidivost sastava zajednice, utoliko više ukoliko je ono složenije (Simonović, 2010). Fižički faktori koji određuju rasprostranjenost i brojnost riba u vodenim ekosistemima su: temperatura, svetlost, vodene struje, veličina (površina i dubina),vodostaj i podloga na kojoj se nalaze (Simonović, 2010). Jedan od najznačajnijih abiotičkih (fizičkih) faktora je temperatura vode. Ovaj sredinski faktor može biti limitirajući za rasprostranjenje vrsta riba (Shuter i sar., 1980) (Grossman i Freeman,1987). Visoke temperature mogu uticati na zajednicu riba višestruko: povećavaju 6
fiziološke zahteve organizma koje ih dovodi u stanje stresa i smanjuju zasićenost vode kiseonikom što indirektno može uticati na ihtiofaunu. Niske temperature takođe mogu biti limitirajući faktor. Period niskih temperatura utiče na trajanje i debljinu ledenog sloja na površini vode što onemogućava razmenu gasova sa atmosferom (Stojković Piperac, 2015). Na distribuciju riba u vodama takođe utiče svetlost. Makrofitska vegetacija je prisutnija u toplijim jezerima što utiče na rasprostranjenje vrsta riba. U tim vodama turbiditet je veći što dovodi do toga da takve vode naseljavaju ribe kojima je čulo dodira ili mirisa, a ne vida, orijentaciono culo (šarani i somovi). U hladnim i bistrijim jezerima dominiraju pastrmske ribe gde je čulo vida osnovno orijentaciono čulo (Simonović, 2010). Vodostaj stajaćih voda i njegovo variranje je posebno važan kao faktor distribucije riba.vodostaj ima efekat na sukcesiju priobalne akvatične vegetacije kao značajnog mresnog supstarata raznih fitofilnih vrsta riba (Exos lucius, Abramis brama, Cyprinus carpio) (Simonović, 2010). Podloga ili dno ima snažan uticaj na strukturu zajednice riba.podloga se vezuje kao faktor posebno kada je u pitanju mrest riba, mada je teško uspostaviti vezu između ova dva svojstva. Različiti tipovi mresnog supstrata pogoduju raznim vrstama riba, tako grgeči (f. Percide) polažu ikru na gnezda koja prave od jačeg drvenastog materijala (Simonović, 2010). Hemijski faktori koji mogu da određuju distribuciju i brojnost riba su gasovi rastvoreni u vodi i jonski sastav vode (Simonović, 2010). Kiseonik kao najvažniji gas rastvoren u vodi svojim prisusutvom ili odsustvom utiče direktno na distribuciju riba u stajaćim vodama. U slučaju da je površina vode zaleđena, kada je odsutna kontaktna površina sa vazduhom, usled postojanja potrošnje kiseonika pri raspadu organskih supstanci iz mulja, čest je uzrok pomora riba (Simonović, 2010). Kombinacija kiseoničkog i temperaturnog stresa može dovesti do eliminacije osetljivih vrsta riba (Jackson et al., 2001). Jonski sastav se izražava preko ph vrednosti vode, koncentracije nutritijenata, kao i koncentracije neorganskih i organskih soli u vodi, što značajno utiče na sastav zajednice riba u stajaćim vodama. Ukoliko ph vodeprevazilazi opsegod 5.0-8.5 ta vodna tela su siromašna 7
ribljim vrstama (Simonović, 2010). Prirodna produkcija riba u stajaćim vodamadirektno je srazmerna: temperaturi, koncentraciji rastvorenog fosfora, produkciji fitoplanktona i ph vrednosti vode jezera (Downing iplante, 1993). 1.5 Opšte karakteristike bara Bare se svrstavaju u lentičke sisteme. Na osnovu toga da li tokom cele godine imaju vodu mogu da budu stalne ili permanentne i povremene bare, one koje se javljaju samo u određenoj sezoni (Grginčević i Pujin, 1998). Kod bara svetlost prodire do dna tako da one nemaju svetlosne zone. Temperatura vode zavisi od temperature vazduha, jer je reč o malim vodenim masama. Što se tiče dna ono je najčešće muljevito, a od hemijskih parametara prati se količina rastvorenih gasova (O2 i CO2), koncentracija azotnih jedinjenja i fosfora, kalijuma utvrđuje se ph (Grginčević i Pujin, 1998). Biocenoza bara se sagledava u okviru opštih prilagođenosti na uslove barskog staništa. Neki stanovnici bara imaju široku ekološku valencu pa mogu da podnesu isušivanje bara iako žive u vodenom ekosistemu. U barama se sreće veliki broj životnih formi kao što su: Neuston- organizmi koji žive na sloju između vode i vazdušne površine, mogu da plivaju ili se kreću po vodi (Hydra, račići itd.); Plankton- ovi organizmi lebde u vodenom stubu slobodno, ovi oblici mogu biti izuzetno pokretni ili se sporo kreću; Nekton- organizmi koji se aktivno kreću kroz vodu i prevaljuju velika rastojanja na taj način; Perifiton- su organizmi koji žive na submerznim makrofitama ili obrastaju čvrsta tela koja se nalaze u vodenom stubu; Bentos- ovo je životna forma koja pripada organizmima dna. Kod proučavanja bara postoji problem sveobuhvatnosti. Nije moguće istovremeno proučavati sve populacije u biocenozi, pa se posebno proučavaju delovi biocenoze, fitocenoza ili zoocenoza ili sve životinjske populacije unutar biocenozeneke grupe (Grginčević i Pujin, 1998). 8
1.6 Dosadašnja istraživanja na datom području Floru i vegetaciju Batušinačkih bara izučavali su Ranđelović i sar. (2007), dok je Minčić (2013) proučavala močvarnu vegetaciju Batušinačkih bara. Podaci o fauni ovih ekosistemasu do nedavno bili prilično oskudni. U novije vreme, Stojiljković (2017), Đorđević (2017), Petrović (2017) proučavaju faunu makroinvertebratado viših taksonomskih nivoa (familije). Ova istraživanja su sprovedena sa ciljem ispitivanja kvalitativnog i kvantitativnog sastava zajednice. Podaci o ihtiofauni još nisu zabeleženi na ovim barama. 9
1.7 Ciljevi rada U ovom radu prikazani su sastavi struktura ihtiofaune kompleksa bara raspoređenih uz reku Južnu Moravu u blizini Niša. Glavni cilj ovog istraživanja je procena osnovnih elemenata strukture riblje zajednice kao što su dominantnost, konstantnost i diverzitet. Takođe, odgovarajućim klasifikacionim metodama grupisani su ekosistemi slični u pogledu sastava i strukture zajednice. Konačno, jedan od ciljeva bio je i utvrđivanje značaja sredinskih faktora u strukturiranju proučavanih ihtiocenoza. 10
2. MATERIJALI I METODE 2.1. Područje istraživanja U jugoistočnoj Srbiji, desetak kilometra od Niša, između sela Batušinac i Mramor, sa leve strane reke Južne Morave, nalazi se kompleks bara poznat kao Batusinačke bare (N 43 17'61, E 21 48.34). Takođe, sa desne strane reke Južne Morave, u blizini sela Čokot nalazi se veliki broj manjih ili većih bara nastalih kao posledica eksploatacije peska i šljunka (Slika1). Slika 1. Satelitski snimak područja istraživanja Oblast istrazivanja obuhvata šest bara koje se nalaze u blizini reke Južne Morave, sa obe strane autoputa E-75 (Slika 2). Bare 1, 2, 3 koje se nalaze na desnoj strani reke su nastaleiskopavanjem peska i šljunka za potrebe izgradnje autoputa, dok bare 4, 5 i 6 predstavljaju 11
ostatke nekadašnjeg korita i nalaze se na levoj obali sadašnjeg rečnog korita. Bara 1 i 6 se nalaze na desnoj strani autoputa. Bara 1 se nalazi u blizini poljoprivrednog zemljišta koje je najverovatnije napušteno ili veoma malo korišćeno, dok je bara 6 najveća po veličini i u nju se uliva komunalni otpad okolnih seoskih domaćinstava. Ostale bare su smeštene na levoj strani autoputa. Bare 2 i 3 nalaze se u blizini postrojenja za eksploataciju šljunka. Bara 2 je bliža postrojenju, dok je bara 3 izolovana i okružena manjim barama, drvećem i žbunjem. Konačno, bara 4 se nalazi u neposrednoj blizinireke Južne Morave, kao i bara 5 te su pod značajnim uticajem plavljenja reke u vreme visokih vodostaja. Slika 2.Mapa istraživanih bara 12
2.2. Prikupljanje materijala Uzorkovanje ihtiofaune sprovedeno je metodom elekroribolova tokom jeseni 2016. godine (Slika 3). Ribe su sa čamca, duž 3 transekta, uzorkovane korišćenjem elektroagregata DC electrofisher Aquatech IG 1300 (2.6 kw, 80 470 V). Na svakom lokalitetu duž transekata rađen je konstantan ulov po jedinici napora (CPUE - 10 min). Svaka jedinka je identifikovana, prebrojana i precizno izmerena (Slika 4). Slika 3. Uzorkovanje ihtiofaune 13
Pre uzorkovanja biološkog materijala izmereno je nekoliko parametara životne sredine. To su: temperatura, elektro-provodljivost, ph vrednost, rastvoreni kiseonik i zasićenje kiseonika koje je mereno na terenu pomoću sonde WTW multi 340i. Zatim, biohemijska potrošnja kiseonika (BOD5) koja je procenjena korišćenjem standardne metodologije preporučene od strane APHA (1999). Koncentrancije azota iz amonijaka (NH4-N) i azota iz nitrata (NO3-N) su merene spektrofometrom Shimatzu UV Vis. Koncentracija fosfora iz ortofosfata (PO4-P) izmerena je korišćenjem aparata PC MultiDirect Lovibond. Slika 4. Identifikacija i merenje izlovljenog materijala 14
2.3. Analiza podataka Prilikom procene stanja vodenih ekositema najčešće se koriste ekološke metode na osnovu kojih se procenjuju strukturne karakteristike hidrobiocenoza. Zbog toga, u ovom radu određeni su sledeći elementi strukture hidrobiocenoza: 1. kvalitativni sastav zajednice riba procenjen je determinacijom izlovljenih jedinki donivoa vrste 2. kvanitativni sastavzajednice riba utvđen je određivanjem brojnosti svake identifikovane vrste 3. dominantnost vrsta u zajednici izračunata je kao procentulani udeo neke vrste u odnosu na ukupnu brojnost svih vrsta u zajednici. Dominantnost vrsta procenjena je na osnovu petostepene skale (Tischler, 1951): 1. Dominantnost 10% - Eudominantne vrste 2. Dominantnost od 5 do 10% - Dominantne vrste 3. Dominantnost od 2 do 5% - Subdominantne vrste 4. Dominantnost od 1 do 2% - Recedentne vrste 5. Dominantnost 1% - Subrecedentne vrste 4. frekventost vrsta je parameter koji upućuje nastalnost odnostno učestalost vrsta na nekom staništu, što može da rezultira njegovim manje ili više konstantim prisustvom. Frekventnost vrsta procenjena je na osnovu četvorostepene skale (Tischler, 1951): 1. Frekventnost 75 100% - Konstantne vrste 2. Frekventnost 50 75% - Subkonstantne vrste 3. Frekventnost 25 75% - Akcesorne vrste 4. Frekventnost 0 25% - Akcidentalne vrste 15
5. indeksi diverziteta zajedice riba koji predstavljaju matematički izraz odnosa kvalitativne i kvanitativne strukture zajednice i ukazuju na stanje vodenihekosistema. U ovom radu diverzitet zajednice predstavljen je pomoću Shannon-ovog indeksa diverziteta koji se izračunavana osnovu sledeće formule: S n n i i H' = ln, i= 1 N N gde je ni broj jedinki jedne vrste, a N ukupan broj jedinkisvih vrsta; i Simpson-ovog indeksa diverziteta: S D = 1 i= 1 n i N gde je ni broj jedinki jedne vrste, a N ukupan broj jedinkisvih vrsta. 6. indeks ekvitabilnosti ukazuje na distribuciju jedinki po vrstama. Ukoliko postoji dominacija jedne ili nekoliko vrsta to je posledica negativnog antropogenog uticaja. Izračunava se kao: H E =, H max gde je H vrednost Shannon-ovog indeksa diverziteta, a Hmax= lns, pri čemu je S ukupan broj vrsta. 7. sličnost u sastavu zajednice ispitivanih bara određena je pomoću klasifikacijone klaster analize. Bray-Curtis-ov koeficijent sličnosti primenjen prilikom konstrukcije matrice sličnosti, koja je ujedno i ulazna matrica u klaster analizi (CLUSTER, PRIMER v.6, Clarke i Gorley, 2006). Kako bi se grafički predstavio odnos između ispitivanih bara i sredinskih parametara koji ih karakterišu sprovedena je analiza glavnih komponenti (PCA, PRIMER v.6, Clarke i Gorley, 2006). 16
3. REZULTATI I DISKUSIJA Tokom ovog istraživanja, sakupljeno je ukupno 372 individue sa 6 ispitivanih bara, predstavljenih sa 7 familija, 14 rodovai 14 vrsta (Tabela 1.). Najveća raznovrsnost zabeležena je u okviru familije Cyprinidae (8 vrsta), dok je u okviru ostalih familija konstatovana samo po jedna vrsta. Tabela 1. Kvalitativni sastav zajednije riba ispitivanog područja Familija Cyprinidae Vrsta Carassius auratus gibelio Rutilus rutilus Rhodeus sericeus Alburnus alburnus Cyprinus carpio Chondrostoma nasus Squalius cephalus Pseudoraspbora parva Cobitidae Centrarchidae Ictaluridae Percidae Esocidae Siluridae Cobitis taenia Lepomis gibbosus Ictalurus nebulosus Perca fluviatilis Esox lucius Silurus glanis 17
Ukupan broj vrsta (S), ukupan broj jedinki (N), ekvitabilnost (E), Shannon-ov (H ) i Simpsonov indeks (D) diverziteta predstavlejni su u Tabeli 2. Izračunate vrednosti indeksa diverziteta ukaziju da je diverzitet najveći u bari 4. Visoka raznovrsnost i veliki broj vrsta u ovoj bari, najverovatnije je posledica neposredne blizine reke Južne Morave, te je ona najčešće plavljena kada dolazi do mešanja vrsta. Sa druge strane najniže vrednosti indeksa diverziteta su zabeležene u bari 2. Uprkos prisustvu 7 vrsta, niska ekvitabilnost i izrazita dominacija jedne vrste (Carassius auratus gibelio) u ovoj bari, uticala je na niske vrednosti Shannon-ovog i Simpson-ovog indeksa diverziteta. Tabela 2. Kvantitativni sastav zajednice i indeksi diverziteta na ispitaivanim barama S N E H'(loge) D B1 5 23 0.686904 1.10553 0.565217 B2 7 65 0.385604 0.750352 0.329808 B3 5 159 0.544499 0.876337 0.462304 B4 9 34 0.888446 1.952116 0.85918 B5 6 39 0.662922 1.187797 0.634278 B6 8 51 0.84099 1.74879 0.820392 18
Tabela 3. Frekventnost i dominantnost ribljih vrsta na istraživanom području. Vrste čija je frekventnost 50% obeležene su masnim slovima. B1 B2 B3 B4 B5 B6 Carassius auratus gibelio E E E E E E Rutilus rutilus D D - E SD E Rhodeus sericeus SD - - - - E Alburnus alburnus - - SD - SD E Cyprinus carpio - SD - - - R Chondrostoma nasus D - SR - - - Squalius cephalus - R - SD - - Pseudoraspbora parva - R SD D - - Cobitis taenia - - - - - R Lepomis gibbosus E SD E E E R Ictalurus nebulosus - - - E SD - Perca fluviatilis - - - D - - Esox lucius - - - D D D Silurus glanis - R - SD - - E eudominantna, D dominantna, SD subdominantna, R recedentna, SR subrecedentna vrsta Vrsta Carassius auratus gibelio je eudominantna vrsta na svim istraživanim lokalitetima što je u skladu sa njenom ekologijom. Poreklom iz Azije introdukovana je u Europu u 17. veku, gde se do sada se ušpešno proširila. Njena glavna biološka osobina odgovorna za visok stepen invazivnosti je njena reprodukcija. Naime, babuška brzo raste i reprodukuje se sa velikom 19
uspešnošću, tako da postaje kompetitivna sa autohtonim ribljim vrstama za hranu i stanište, čime se potiskuju populacije autohtonih vrsta (Tomljanović i sar., 2012). Takođe, prisutne na svim ili skoro svim lokalitetima, većinom kao eudominantneili dominantne su Lepomis gibbosus i Rutilus rutilus.vrsta Lepomis gibbosus je introdukovana iz Severne Amerike i vrlo se brzo prilagodila novim uslovima i zahvaljujući brzom razmnožavanju, grabljivom ponašanju ozbiljno je ugrozila mnoge autohtone vrste a posebno mlađ i ikru drugih vrsta nad kojom je predatorski nastrojena (Lenhardt i sar., 2006). Najbolje se prilagodila plitkim stajaćim vodama sa obiljem vegetacije, što u potpunosti odgovara barskim ekosistemima koji su predmet ovog istraživanja. Pored vrsta Carassius auratus gibelio i Lepomis gibbosus, u ispitivanim ekosistemima zabeleženo je prisustvo još dve invazivne vrste i to Pseudoraspbora parva i Ictalurus nebulosus. Pomoću analize glavnih komponenti (PCA) na osnovu sredinskih parametara predstavljen je model gde prva i druga PCA osa objašnjavaju 55.52% i 22.79% varijabilnosti, redom. Prvu PCA osu određuje koncentracija NO3-N, PO4-P, NH4-N i temperatura, dok su elektroprovodljivost, biološka potrošnja kiseonika i koncentracija rastvorenog kiseonika u vodi su u najvećoj meri korelisani sa drugom PCA osom (Slika 5). Slika 5. Analiza glavnih komponenti na osnovu sredinskih parametara 20
Rezultati PCA analize ukazuju da je bara 6 u najvećoj meri opterećena neorganskim solima (NO3-N i PO4-P) i amonijakom sa niskom koncentracijom rastvorenog kiseonika, što je najverovatnije posledica uliva komunalnih voda okolnih domaćinstava. Sa druge strane, bare 1, 2, 3 karakterišu niske vrednosti NH4-N, NO3-N i PO4-P, a visoka koncentracija rastvorenog kiseonika. Bare 4 i 5 izdvajaju visoke vrednosti elektroprovodljivosti (Slika 5). Prema sličnosti u zajednici, ispitivane bare su grupisane pomoću klaster analize (Slika 6). Prema dobijenim rezultatima najsličnije bare su u pogledu sastava zajednice su bare 4 i 5, koje su najbliže reci i pod njenim direktnim uticajem ali i u međusobnoj zavisnosti, su prostorno veoma bliske, te se spajaju u vreme visokog vodostaja. Takođe, bare 1 i 2 su u pogledu zajednice veoma slične što je verovatno posledica sličnog kvaliteta vode (Slika 5). Kao zasebne izdvajaju se bara 6 i bara 3. U pogledu kvaliteta vode, kako posledica komunalnog izliva, bara 6 je najzagađenija što je direktno uticalo na razlike u sastavu i strukturi zajednice riba. Slika 6. Sličnost ispitivanih bara prema sasvavu zajednice riba 21
4. ZAKLJUČAK Na osnovu rezultata ovog istraživanja mogu se proizvesti sledeći zaključci: - U ispitivanim barama u blizini Niša detektovano je prisustvo 14 vrsta riba koje su svrstane u 7 familija - Najveća raznovrsnost zabeležena je u okvirufamilije Cyprinidae (8 vrsta) - Najveću dominantnost na skoro svim ispitivanim barama imaju vrste Carassius auratus gibelio, Lepomis gibbosus i Rutilus rutilus - Od 14 konstatovanih vrsta 4 vrste su invazivne (Carassius auratus gibelio, Lepomis gibbosus, Pseudoraspbora parva i Ictalurus nebulosus) - Najveće vrednosti indeksa diverziteta zabeležene su na bari 4, a najmanje na bari 2 - Bara broj 6 je najzagađenija na osnovu vrednosti parametara koji indikuju zagađenje - Bare 1 i 2 karakteriše najbolji kvalitet vode - Bare 4 i 5 su najsličnije u pogledu sastava zajednice, što je posledica kako njihove povezanosti sa rekom tako i njihove međusobne povezanosti 22
5. LITERATURA Clarke, K., Gorley, R., 2006. PRIMER v6. User Manual/Tutorial. Plymouth Routine in Mulitvariate Ecological Research. Plymouth Marine Laboratory, Plymouth. Consortium, F., 2004: Manual for the application of the European Fish Index EFI. A fishbased method to assess the ecological status of European rivers in support of the Water. Downing, John A.,Plante, C., 1993: Production of fish populations in lakes. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. Vol.50.1. 110-120. Djordjević, A., 2017: Komparacija asambleje Mollusca u barama različitog tipa. Diplomski rad. PMF. Univerzitet u Nišu. Grabarkiewicz, J.D., Davis, W.S., 2008: An introduction to freshwater fishes as biological indicators, US Environmental Protection Angecy, Office of Environmental, United States. Grginčević, M., i Pujin, P., 1998: Hidrobiologija: priručnik za studente i poslediplomce. Ekološki pokret grada Novog Sada. Grossman, G.D., and Mary C. Freeman., 1987: "Microhabitat use in a stream fish assemblage. Journal of Zoology. Vol. 212.1 : 151-176. Jackson, J. B., Kirby, M. X., Barger, W. H., Bjornald, K. A., Botsfodr, L. W., & Hughes, T. P. 2001: Historical overfising anad the recent collapse og coastal ecosystems. Science. Vol. 293(5530), 629-637. Lenhardt, M., Hegedis, A., Cvijanovic, G., Jaric, I., Gacic, Z.,Mickovic, B., 2006: Nonnative freshwater fishes in Serbia and their impacts to native fishspecies and ecosystems. Geophysical Research Abstracts, Vol. 8, 07727. Leonardos, I.D., Kagalou, I., Tsoumani, M., Economidis, P.S, 2008: Fish Fauna in a protected Greek lake: biodiversity, introduced fish species over a 80 year period and their impacts on the ecosystem. Ecology of freshwater Fish, 17. 165-173. 23
Maletin,S., Matić, A., Ćirković, M., Milošević, N., Jurakić, Ž., 2015: Ichthyofauna Conservation and Legislation in Serbia. Stojković Piperac, M.,2015 : Model za korisćenje riba u sistemu biotickih indeksa I njegova uloga u proceni kvaliteta i ekoloskog statusa tekućih voda. Doktorska disertacija. PMF u Kragujevcu. Minčić, N., 2013. Uporedni pregled močvarne vegetacije u dolini Juţne Morave i Vlasinskoj visoravni. Master rad. Prirodno-matematički fakultet. Univerzitet u Nišu. Petrović, T., 2017. Asambleja Diptera u barama različitog tipa u okolini Niša. Master rad. Prirodno-matematički fakultet. Univerzitet u Nišu. Ranđelović, V., Matejić, J., Zlatković, B., 2007: Flora i vegetacija Batušinačkih bara kod Niša.Proceedings of 9th Symposium on Flora of Southeastern Serbia and Neighbouring Regions. Safner, R., 2012: Utjecaj invazivne vrste riba babuške (Carassius gibelio) na sastav ihtiocenoze u Republici Hrvatskoj Proceedings. 47th Croatian and 7th International Symposium on Agriculture.Opatija. Hrvatska, 634 636 Saunders, D.L., Meeuwing, J.J., Vincet, C.J., 2002: Freshwater protected areas: strategies for conservation. Conservation Biology 16, 30-41 Shuter, B. J., et al. 1980: "Stochastic simulation of temperature effects on first-year survival of smallmouth bass." Transactions of the American Fisheries Society. Vol. 109.1 :1-34. Simić, V., Simić, S., 2009: Ekologija kopnenih voda (Hidrobiologija I). Prirodno-matematički fakultet, Univerzitet u Kragujevcu; Biološki fakultet, Univerzitet u Beogradu, Kragujevac; Beograd. Simonović, P., 2010: Uvod u ihtiologiju. Univerzitet u Beogradu. Biološki fakultet. Smith, K.G., Darwall, W.R.T. (Compilers), 2006: The status and distribution of freshwather fish endemic to the Mediterranean basin. IUSN. Gland, Switzerland and Cambridge. Smith, C. Lavett, and Charlie Roy Powell., 1971: "The summer fish communities of Brier Creek, Marshall County, Oklahoma. American Museum novitates; no. 2458." 24
Tischler, W., 1951: Zur Synthese biozönotischer Forschung. Acta Biotheoretica, 9: 135-162. Tomljanović, T., Fabijanić, N., Treer, T., Matulić, D., Piria, M., Šprem, N., Aničić,I., 2012: Influence of invasive fish species Prussian carp (Carassius gibelio) on Croatian ichthyocenose. 47th Croatian and 7th International Symposium on Agriculture, Opatija, Croatia, 13-17 February 2012. Proceedings. University of Zagreb Faculty of Agriculture. Unmack, Peter J., 2001: Biogeography of Australian freshwater fishes.journal of biogeography. Vol. 28.9:1053-1089. 25
ПРИРОДНO-MАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ НИШ КЉУЧНА ДОКУМЕНТАЦИЈСКА ИНФОРМАЦИЈА Редниброј, РБР: Идентификациониброј, ИБР: Типдокументације, ТД: Типзаписа, ТЗ: Врстарада, ВР: Аутор, АУ: Ментор, МН: Насловрада, НР: Језикпубликације, ЈП: Језикизвода, ЈИ: Земљапубликовања, ЗП: Уже географско подручје, УГП: монографска текстуални / графички мастер рад Петар Илић Др Милица Стојковић Пиперац Састав и структура заједнице риба у барским екосистемима у околини Ниша српски енглески Р. Србија Р. Србија Година, ГО: 2018. Издавач, ИЗ: ауторски репринт Местоиадреса, МА: Ниш, Вишеградска 33. Физички опис рада, ФО: (поглавља/страна/ цитата/табела/слика/графика/прилога) 4 поглавља; 25 страна; 25 референце; 3 табеле; 6 сликa Научнаобласт, НО: Биологија Научнадисциплина, НД: Предметна одредница/кључне речи, ПО: Екологија Баре, заједница риба, диверзитет, загађење е УДК 591.5:567+581.33(497.11) Чувасе, ЧУ: Важнанапомена, ВН: Извод, ИЗ: библиотека Овај рад обухвата истраживање састава и структуре заједнице риба барских екосистема у околини Ниша. Узорковање је вршено током јесени 2016. методом електрориболова. Током овог истраживања, сакупљено је укупно 372 индивидуа са 6 испитиваних бара, представљених са 7 фамилија, 14 родова и 14 врста. Датумприхватањатеме, ДП: 21.03.2018 Датумодбране, ДО: Члановикомисије, КО: Председник: Члан: Члан, ментор:
ПРИРОДНO-MАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ НИШ KEY WORDS DOCUMENTATION Accession number, ANO: Identification number, INO: Document type, DT: Type of record, TR: Contents code, CC: Author, AU: Mentor, MN: Title, TI: Language of text, LT: Language of abstract, LA: Country of publication, CP: Locality of publication, LP: monograph textual / graphic master thesis Petar Ilić Milica Stojković Piperac, PhD Composition and structure of fish community in pond ecosystems nearby Serbian English Republic of Serbia Serbia Publication year, PY: 2018 Publisher, PB: author s reprint Publication place, PP: Niš, Višegradska 33. Physical description, PD: (chapters/pages/ref./tables/pictures/graphs/appendixes) Scientific field, SF: Scientific discipline, SD: Subject/Key words, S/KW: the city of Niš 4 chаpters; 25 pages; 25 references; 3 tables; 6 pictures Biology Ecology Ponds, fish community, diversity, pollution UC 591.5:567+581.33(497.11) Holding data, HD: Note, N: Abstract, AB: library This work includes the study of composition and structure of fish communities of pond ecosystems nearby the city of Nis. Sampling was carried out during autumn 2016. by electrofishing method. During this research, we collected a total of 372 individuals within 6 investigated ponds, represented by 7 families, 14 genera and 14 species. Accepted by the Scientific Board on, ASB: 21.03.2018 Defended on, DE: Defended Board, DB: President: Member: Member, Mentor: