Автореферат: Водоросли внутриконтинентальных водных экосистем: состав, структура и функционирование (на примере Восточного Забайкалья)

Осенью в большинстве водоёмов наблюдалось снижение процессов фотосинтеза.

Оптимальный слой фотосинтеза в исследованных водоемах располагался как у поверхности, так и на глубине, равной 0,5…1 прозрачности, во втором случае высокая солнечная радиация подавляла фотосинтез у поверхности воды.

Таблица 6. Первичная продукция (А) и деструкция (R) органического вещества в оз. Кенон в 1986 г. в г О2/м2

В целом фотосинтез регистрировался до дна, что составляет 2-3 прозрачности, что обуславливается интенсивной солнечной инсоляцией, характерной для Забайкалья (рис. 8).

За год в исследованных водных экосистемах образовывалось от 839 до 4234 ккал/м2 органического вещества (табл. 7).

Считается, что годовая продукция фитопланктона водоёмов умеренной зоны приблизительно в 100 раз выше средних за год суточных значений фотосинтеза (Бульон, 1983).

Годовая продукция модельных для данного региона Ивано-Арахлейских озер была выше средних за год суточных значений фотосинтеза в 244 - 278 раз, это в среднем составляет 250 раз, что определяется подледным фотосинтезом, более высокой летней температурой и интенсивной инсоляцией в регионе (см. табл. 7).

Баланс органического вещества, оцениваемый по соотношению УУА/УУR в годовом цикле лентических экосистем, варьировал за годы исследования от 0,22 до 1,46. Считается, что сбалансированность процессов синтеза и деструкции органического вещества наиболее характерны для мезотрофных и слабоэвтрофных водоемов, где элементы минерального питания в основном автохтонного происхождения (Бульон, 1983). Повышение данного коэффициента рассматривается как увеличение трофности озер.

1978 год

1988 год

Рис. 8. Вертикальное распределение продукции в оз. Арахлей в гО2/м3

В исследованных водоёмах отношение УУА/УУR за период наблюдений заметно увеличилось: в оз. Иван - с 0,25 до 1,46; в оз. Иргень - с 0,43 до 1,14, что также подтверждается элементами баланса органического вещества (УУА - УУR) в этих озерах (см. табл. 7).

Фотосинтетическая активность биомассы раститетельных планктонных сообществ.

Синхронный сбор материалов по первичной продукции и биомассе водорослей позволил рассчитать фотосинтетическую активность единицы биомассы альгоценозов (Р/В коэффициенты) за единицу времени. Суточные Р/В коэффициенты рассчитаны для всего столба воды, поскольку фотосинтез в исследованных озерах наблюдался до дна. Их величины варьировали по исследованным водоёмам от 0,007 до 81.6.

Наибольшие величины фотосинтетической активности единицы биомассы альгоценозов исследованных водоемов приходилось на периоды массовой вегетации синезеленых и хлорококковых (например, в оз. Арахлей, Кенон, Баин-Цаган), т. е. в периоды преобладания в планктоне мелкоклеточных форм водорослей. В период массового развития диатомовых (Арахлей, Кенон) суточные Р/В коэффициенты снижались. Очевидно, высокие значения среднегодовых суточных Р/В коэффициентов определяются именно мелкоразмерными фракциями растительных планктонных сообществ.

Таблица 7. Показатели функционирования растительных планктонных сообществ в Ивано-Арахлейских озерах (модельных для Восточного Забайкалья)

Примечание: продукция: ?А - суточная и ??А - годовая продукция, ?R - суточная и ??R годовая деструкция, в ккал/м2. Chl «а» - хлорофилл «а», мг/м3: числитель - пределы, знаменатель - средние значения

Годовые Р/В коэффициенты фитопланктона Ивано-Арахлейских озер и оз. Кенон варьировали в пределах 10 - 399. Самые высокие из них характеризовали озера Арахлей (374), Кенон (399). Причины, обуславливающие резкое возрастание процесса образования органического вещества в этих озерах были рассмотрены выше. Причиной высоких Р/В коэффициентов в других исследованных водоёмах очевидно является их мелководность, постоянное поступление минеральных форм азота и фосфора со дна, низкие биомассы альгоценозов и мелкие размеры их клеток. Подобное отмечалось в мелководных озерах Северо-Запада (Терешенкова, 1983). Очевидно, для водоемов Забайкалья: мелководных, с достаточным количеством биогенных элементов, высокой инсоляцией значение высоких годовых Р/В коэффициентов достаточно характерно и это было отмечено и в предыдущие годы (Бондарева, 1974).

Содержание хлорофилла в планктоне исследованных экосистем.

Содержание хлорофилла в планктоне является показателем функциональной активности растительного планктона и позволяет оценить продукционные возможности альгоценозов (Винберг, 1960; Бульон, 1983; Likens, 1975). Определение содержания хлорофиллов (а, в, с) в планктоне водных экосистем Восточного Забайкалья проводилось впервые.

Концентрация суммарного хлорофилла (а+в+с) в планктоне исследованных озер значительно различалась по водоемам и в целом варьировала от 2,07 до 81,2, при этом содержание хлорофилла "а" изменялось от 0,25 до 58,0 мг/м3 (см. табл. 7).

Сезонная динамика содержания хлорофилла "а" в планктоне озер изменялась в соответствии с ходом сезонной динамики биомассы растительных планктонных сообществ.

Относительное содержание хлорофилла "а" в единице биомассы фитопланктона исследованных озер изменялось по озерам от 0,07 до 7,56%.

В ходе сезонной динамики относительного содержания хлорофилла "а" по озерам отмечалась тенденция: высокое содержание хлорофилла "а" в единице биомассы зимой, уменьшение его количества весной, затем окончательный спад в конце лета и вновь увеличение осенью. Сравнение с литературными данными показывает, что сезонная динамика концентрации хлорофилла "а" в единице биомассы альгоценозов, установленная нами для озер Восточного Забайкалья, типична для мелководных водоемов, подверженных постоянному ветровому перемешиванию (Елизарова, 1974; Сенатская, 1977; Пырина и др., 1981; Авинская, 1983).

Как известно, содержание хлорофилла "а" в планктоне положено наряду с показателями интенсивности фотосинтеза в основу классификации водоемов по их продуктивности (Трифонова, 1979). При типизации трофности исследованных водоемов по содержанию хлорофилла "а" в планктоне их градация совпадала с нижней границей таковой.

Многолетние изменения первичной продукции

Многолетние изменения первичной продукции в Ивано-Арахлейских озерах (см. табл. 7) и оз. Кенон сводились к увеличению интенсивности их процессов и уменьшению пиков в их сезонной динамике, что является признаками эвтрофирования водоемов. Наибольшие изменения отмечены в оз. Арахлей, где процессы образования органического вещества по сравнению с 60-70-ми годами увеличилась в пять раз, т. е. в озере резко возросла скорость оборачиваемости фитопланктона. Следует упомянуть, что в оз. Арахлей с 1977 г. производилось постоянное вселение сигов-планктофагов. В озерах Иван и Кенон первичная продукция планктона за период 1967-1988 гг. возросла более, чем в два раза. В оз. Иван сказывается влияние водосбора и интродукции рыб. В оз. Кенон наиболее отчетливо проявляются черты техногенного воздействия: здесь продукционные процессы идут достаточно интенсивно в течение всего года, но особенно выделяется зона влияния подогретых ТЭС вод в зимний период.

Оценка качества вод исследованных ВОДНЫХ экосистем ВОСТОЧНОГО ЗабайкальЯ по РАСТИТЕЛЬНЫМ ПЛАНКТОННЫМ СООБЩЕСТВАМ

В широко применяемой на практике системе определения качества вод по отношению к органическому загрязнению (Kolkwitz, Marsson, 1909; Макрушин, 1974; СЭВ, 1976) существует два способа: по видовому разнообразию и по показательному значению индикаторных видов.

Согласно первого способа из 737 таксонов водорослей, обнаруженных в исследованных водных экосистемах, для 158, то есть более чем для 20% отмечена видовая принадлежность к той или иной степени сапробности. Во всех типах водных экосистем встречаются индикаторные организмы с большим интервалом сапробности - от ксено до полисапробности. Наибольшее их количество - 56% относится к в-мезосапробной зоне. Следовательно, по данному показателю альгофлоры все исследованные водные экосистемы можно считать умеренно загрязненными (рис. 9).

Согласно второго способа по обилию и показательным значениям видов-сапробионтов качество воды было рассчитано двумя методами - по Зелинке и Марвану и по Пантле и Буку. Оказалось, что как по первому, так и по второму методу все водные экосистемы попадают в в -мезосапробную зону, то есть класс умеренного загрязнения вод.