WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Параметры

оз. Курильское

оз. Азабачье

Растворенный углерод, мг/л

1.7-3.2

1.6-2.6

Растворенные углеводы, мг/л

0.7-2.6

0.2-4.2

Растворенные белки, мг/л

0.11-0.37

0.17-1.12

Растворенные липиды, мг/л

0.4-1.6

0.2-3.9

Взвешенный углерод, мг/л

0.15-0.32

0.45-4.4

Взвешенные углеводы, мг/л

0.05-0.17

0.38-1.41

Взвешенные белки, мг/л

0.08-0.26

0.24-1.17

Взвешенные липиды, мг/л

0.04-0.17

0.46-1.60

Активность ферментов ЭТС, мклО2/лч

1.5-7.8

-

Время оборота органического вещества, сут.

15-135

-

Активность щелочной фосфатазы, µМ Р/лч

0.01-0.02

0.08-0.60

Время оборота фосфатов, ч

11-84

0.8-5.5

Активность протеазы, мг белка/лч

0.02-0.05

0.11-1.26

Время оборота белка, ч

9-29

1-8

Концентрация взвешенного органического углерода в фотическом слое озера составляет 0.15-0.32 мг/л, постепенно уменьшаясь с глубиной. Значительное количество белка, как основного биохимического компонента взвешенного органического вещества, - до 0.26 мг/л, свидетельствует о развитии гетеротрофного микропланктона. Содержание взвешенных углеводов, дающих представление о биомассе микрофитопланктона, почти в десять раз меньше чем растворенных. То же можно сказать и про взвешенные липиды. К осени величины концентраций этих биохимических компонентов в фотическом слое, как правило, уменьшаются.

Для озера Азабачье характерно высокое содержание не только растворенного, но и взвешенного органического вещества; его доля возрастает до 30-50%. Во время интенсивного первичного продуцирования выделяющиеся в раствор высокополимерные органические соединения легко сорбируются на взвешенных частицах, увеличивая концентрацию взвешенного органического вещества.

В глубоководной части озера Азабачье основными биохимическими компонентами органического вещества являются липиды как взвешенные, так и растворенные. На мелководье, где расположены заросли макрофитов, основной вклад в органическое вещество вносят углеводы. Концентрация белка в озере Азабачье значительно выше, чем в Курильском, что говорит о развитии в нем в большом количестве микро- и пикопланктона.

На озере Тунайча из биохимических параметров определяли только растворенный органический углерод. Вся акватория озера характеризуется высоким его содержанием - от 3.2 мг/л до 5.6 мг/л, что объясняется активной деятельностью фитопланктона и макрофитов.

Скорости преобразования органического вещества

Преобразование органического вещества осуществляется, главным образом, с помощью ферментов - белковых катализаторов, обладающих высокой каталитической активностью. Ферменты ускоряют специфические реакции, идущие в популяциях планктона и во фракции взвеси. Результаты измерения активности соответствующих ферментов во взвеси дают возможность сравнить скорости и пути преобразования органического вещества, скорости регенерации биогенных элементов и их оборачиваемость в продукционно–деструкционном цикле, а также оценить полноту использования вещества и энергии в метаболизме экосистемы [Seki, 1982].

Для озера Курильское характерна высокая скорость окисления органического вещества и высокая активность ферментов щелочной фосфатазы и протеазы.

Время оборота органического вещества в летнее время не превышает месяца, а осенью – трех. Поэтому все органическое вещество, поступающее с рыбой, пришедшей на нерест, быстро утилизируется экосистемой озера. Время оборота фосфатов колеблется от 10 до 35 ч. Следовательно, низкое содержание фосфатов в озерной воде компенсируется их быстрой регенерацией. Быстрая оборачиваемость биогенных элементов в озерах обеспечивает интенсивное первичное продуцирование органического вещества на рециклинге. Время оборота белка составляет 9-33 ч. Расщепление белка в отмерших особях отнерестившейся нерки происходит тоже довольно быстро, так как протеолитическая активность в тушках погибшей рыбы на 2–3 порядка выше, чем в окружающей среде.

В озере Азабачье летом высокая температура воды и значительная биомасса микрогетеротрофов приводят к тому, что в нем активность щелочной фосфатазы в 20-50 раз, а протеазы в 20-100 раз выше, чем в оз. Курильском.

Активное гидролитическое расщепление органического вещества, характерное для озер, приводит к интенсивному усвоению аллохтонного органического вещества, в том числе и продуктов жизнедеятельности гидробионтов и разложения сненки.

Глава 5. Основы продуктивности нерестово-выростных озер

Оценка гидрохимической основы биопродуктивности нерестово-выростных озер

С точки зрения рыбохозяйственной деятельности человека под биопродуктивностью водоемов подразумевается, прежде всего, продуктивность промысловых объектов и в первую очередь - рыбопродуктивность. Решающая роль в формировании кормовой базы различных гидробионтов, в том числе промысловых рыб, принадлежит фитопланктону. Синтезируя органическое вещество, он извлекает из воды определенные минеральные вещества соединения азота, фосфора, кремния (биогенные вещества), необходимые для его жизнедеятельности. При прочих благоприятных условиях запас биогенных элементов в эвфотическом слое определяет величину продукции фитопланктона (первичную продукцию - ПП), на долю которой приходится значительная часть синтезированного в озере органического вещества. Рыба, будучи частью озерной экосистемы, неизбежно становится зависимой от запаса этих элементов, используемых на первом трофическом уровне для синтеза органического вещества, и необходимого для существования всех последующих звеньев трофической цепи. Таким образом, под химической основой биопродуктивности подразумеваются жизненно важные для фитопланктона минеральные соединения, прежде всего такие важные биогенные элементы, как азот и фосфор. Содержание этих соединений зачастую бывает значительно ниже потребности в них фитопланктона и может лимитировать его развитие.

Обеспеченность фитопланктона биогенными элементами оценивается по величине продукции, которую он может создать при использовании всего запаса биогенных элементов в эвфотическом слое. Основу этого запаса составляет их количество, которое формируется к началу вегетационного периода; созданная на нем так называемая "новая" продукция определяет общую биопродуктивность водоема.

При бактериальном распаде отмерших клеток фитопланктона происходит регенерация биогенных элементов, которая не приводит к увеличению прежнего запаса питательных солей, но способствует более полному его использованию фитопланктоном. Синтезированная за их счет первичная продукция является, так называемой, продукцией "рециклинга".

Оценка продукции фитопланктона осуществляется на основе стехиометрического отношения для природных популяций планктона O2:C:Si:N:P= 276:106:23:16:1 (атомарное) [Park, 1967; Redfield at al., 1963]. Для популяции, в которой преобладают диатомовые водоросли, соотношение приобретает несколько иной вид C:Si:N:P= 88:36:12:1 [Виноградов, 1939; Свердруп, 1942]. При этом коэффициенты для пересчета количества биогенных элементов в органический углерод составят - КSi=29, КN=88, КР=1056 [Аржанова и др., 1995].

В озере Курильском из соотношения зимних запасов биогенных элементов следует, что азот и кремний находятся в равновесном количестве и на их основе может быть синтезировано до 2 г С/м3 в год органического вещества. При этом фосфор является элементом, лимитирующим образование первичной продукции. На основе его зимних запасов в озере может быть синтезировано 0.7 г С/м3.

Влияние речных и подземных вод увеличивает годовой запас биогенных элементов в озере. Таким образом, с учетом зимнего запаса и поступающих в озеро с речными и подземными водами биогенных элементов расчетная величина "новой" продукции составит ~2.2–103 т С/год, а суммарной – от ~4.3–103 до ~11.6–103 т С/год.

В июле в озере Курильском при сохранившемся высоком содержании азота и кремния зимний запас фосфора был практически полностью ассимилирован фитопланктоном. При этом в озере наблюдалось значительное пересыщение воды кислородом (до 114%), что свидетельствовало о достаточно интенсивном фотосинтезе. Острый дефицит фосфора в этот период компенсировался поступлением его в эвфотический слой в процессе минерализации органического вещества, а продукция, создаваемая фитопланктоном, являлась продукцией "рециклинга".

В озере Азабачье к началу вегетационного периода кремний находится в избытке по отношению как к азоту, так и к фосфору, то есть образование органического вещества в озере лимитирует их низкое содержание. На основе зимнего запаса биогенных элементов в озере может быть синтезировано около 1.5 г С/м3 в год "новой" и ~5.7 г С/м3 в год – суммарной продукции. Реальная продукция озера может быть выше за счет использования биогенных элементов, поступающих со стоком речных и грунтовых вод.

Низкие концентрации фосфатов и нитратов, а также преобладание в сумме минеральных форм азота аммонийного свидетельствуют о том, что зимние запасы этих элементов к июлю утилизированы фитопланктоном, и экосистема эвфотического слоя озера Азабачье перешла на существование за счет их рециклинга.

В озере Тунайча полученные данные позволяют оценить обеспеченность фитопланктона биогенными элементами лишь непосредственно в период исследований, когда подавляющая часть запаса питательных веществ в эвфотическом слое уже ассимилирована фитопланктоном. При низких концентрациях азота и фосфора фитопланктон испытывает острый недостаток прежде всего в азоте. В дальнейшем интенсивность развития фитопланктона, как и в двух других озерах, будет зависеть от скорости пополнения эвфотического слоя питательными веществами за счет их регенерации.

Пути трансформации органического вещества в нерестово-выростных озерах

На примере озера Курильского, экосистема которого изучена наиболее детально, рассмотрены пути трансформации органического вещества в нерестово-нагульных озерах.

Упрощенно трофическую цепь любой водной экосистемы, в том числе и озера, можно представить в виде: фитопланктон – зоопланктон – рыба. Фитопланктон, будучи основным продуцентом органического вещества в водной толще, находится у самого основания пищевой пирамиды и является первым звеном трофической цепи. Передача продукции вверх по пищевой пирамиде от фитопланктона к рыбе сопровождается значительными потерями вещества и энергии. Эффективность переноса составляет в среднем ~ 10%, то есть на следующий уровень переходит лишь около десятой части биомассы предыдущего [Slobodkin, 1961].

Характерной особенностью нерестово-выростного озера является вынос значительного количества органического вещества при скате мальков лососевых рыб в море. Для прокорма нагуливающегося стада необходимо создание фитопланктоном значительного количества органического вещества. По литературным данным величины биомассы фитопланктона значительно меньше, чем требуется для нагула мальков нерки. Одной из причин этого является недоучет биомассы микро- и пикофитопланктона. Действительно, биомасса микро- и пикофитопланктона более чем в 10 раз превосходит биомассу более крупных форм фитопланктона. То есть зоопланктон гораздо лучше обеспечен кормом, чем это считалось ранее.

Другой особенностью экосистемы нерестово-нагульного озера является поступление огромной массы органического вещества с телами отнерестившейся и отмершей нерки. Экосистема, получившая такое поступление аллохтонного органического вещества, должна быть приспособлена к его переработке. Расчет биомассы бактериопланктона показал бурное его развитие в осенний период; при этом деструкционная способность его очень высока. Это обеспечивает быстрое разложение органического вещества в озере. В тушках погибшей рыбы активности гидролитических ферментов оказались на 2–3 порядка выше, чем в окружающей среде, поэтому все органическое вещество, поступающее с отнерестившейся рыбой, быстро утилизируется экосистемой озера. При этом минерализованные азот и фосфор пополняют запас биогенных элементов озера и повышают величину «новой» продукции.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»