WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Также их развитию благоприятствует достаточно высокая температура воды на этих участках на протяжении большей части периода вегетации. Доминирующие виды водорослей летнеосеннего периода формируют водорослевые сообщества в водохранилище в начале вегетационного сезона следующего года. По нашим наблюдениям, дальнейшее развитие фитопланктона и его состав зависят, главным образом, от уровенного режима. Понижение уровня воды неуклонно приводит к превращению более глубоководных участков в мелководные, что делает более доступными для фитопланктона биогенных веществ, поступающих из донных отложений (рис. 7).

Рис. 7. Динамика уровня воды (1), общей биомассы (мг/л) фитопланктона (2) и биомассы (мг/л) синезеленых водорослей (3) в Волжско-Камском плесе Куйбышевского водохранилища в 1988–1990 гг.

Разные годы также отличаются степенью развития водорослей отдельных систематических групп и, соответственно, структурой альгоценозов по соотношению их численности и биомассы. Так, в 1983 г. при очень низком уровне воды в первой половине лета и при температуре воды выше среднего общая биомасса фитопланктона составляла 25 мг/л. Во второй половине лета произошло искусственное заполнение водохранилища водами выше расположенных водохранилищ выше отметки 52 м. Несмотря на то, что вода содержала в себе достаточное количество клеток фитопланктона и лето было жарким, общая биомасса фитопланктона уменьшилась до 3 мг/л. В дальнейшем в этом году возрастания биомассы водорослей не наблюдалось.

1990 и 2002 г. были чрезвычайно схожими по уровенному режиму (не ниже отметок 53 м) весной и на протяжении почти всего лета. Хотя по метеорологическим условиям эти годы сильно различались (жаркая весна и дефицит атмосферных осадков в 1990 г., холодная весна и превышение нормы осадков в 1.5–2 раза в 2002 г.), динамика и состав фитопланктона были сходными. Развитие синезеленых водорослей не превышало показателей мезосапробной зоны загрязнения. К концу лета 2002 г. понижение уровня воды < 51.5 м привело к осенней вспышке численности и биомассы вольвоксовых водорослей, которая продолжалась и весной 2003 г. В этот период повысилось содержание в воде растворенных биогенных веществ (в частности нитратов, аммония и соединений фосфора).

Таким образом, понижение уровня воды в водохранилище неизбежно приводит к массовому развитию фитопланктона, если не синезеленых, то видов из других отделов, представители которых могут быть индикаторами более высоких зон сапробности. В водохранилищах Среднего Поволжья обычно осенний пик фитопланктона бывает обусловлен вспышкой развития синезеленых или диатомовых водорослей. В другие годы наблюдений такого резкого повышения численности и биомассы вольвоксовых в Куйбышевском

водохранилище не отмечалось.

В 1990 г., по погодным условиям более благоприятном для развития фитопланктона, при поддерживании уровня воды в водохранилище не ниже 53 м БС, повышения биомассы фитопланктона в течение всего лета и осени не наблюдалось.

Как показывают исследования, в Куйбышевском водохранилище при ранней и теплой весне и при относительно низком уровне воды (< 52 м) в начале вегетационного сезона, уже к середине лета фитопланктон в Куйбышевском водохранилище вызывает стойкое «цветение» воды, обусловленное развитием более токсичных видов синезеленых водорослей из родов Microсystis и Anabaena. Однако при таких же метеорологических условиях, но при поддерживании уровня воды не ниже 53 м показатели фитопланктона не превышают мезотрофного уровня, а «цветение» воды связано с развитием видов рода Aphanizomenon, отличающихся меньшей токсичностью (Водоросли, 1989) их экзометаболитов для водных организмов по сравнению с представителями вышеназванных родов.

Результаты проведенных исследований многолетней и сезонной динамики фитопланктона в различные годы, отличающиеся гидрометеорологическими условиями и уровенным режимом, свидетельствуют о том, что такие климатические факторы как солнечная энергия, скорость ветра и температура воды сами по себе не являются определяющими причинами межгодовых флуктуаций фитопланктона мелководий верхней части Куйбышевского водохранилища. Гидрофизические и гидрохимические параметры водохранилища (такие как прозрачность, цветность, содержание биогенных соединений), как известно, обусловлены, прежде всего, колебанием уровня воды. Результаты исследований показывают, что именно динамика уровня воды в Куйбышевском водохранилище в сочетании с климатическими условиями – определяющий фактор развития фитопланктона.

Статистический анализ множественных повторных сравнений (ANOVA; Tukey’s HSD тест) также подтвердил, что рассмотренные годы, различающиеся по водности, динамике уровня воды и другим показателям, характеризуются разной степенью развития планктонных водорослей в вегетационный период. Отрицательные коэффициенты корреляции также позволяют заключить об обратной зависимости показателей фитопланктона от уровня воды (табл. 4).

Таблица 4. Коэффициенты ранговой корреляции Спирмена (r) и уровни их достоверности (p) между уровнем воды и показателями фитопланктона и синезеленых водорослей (вегетационные периоды 1988, 1989 и 1990 гг.)

Показатель

r

p

Число таксонов фитопланктона

-0.40

< 0.002

Число таксонов синезеленых

-0.35

< 0.005

Численность фитопланктона

-0.51

< 0.00002

Численность синезеленых

-0.55

0.000004

Биомасса фитопланктона

-0.53

0.000008

Биомасса синезеленых

-0.52

0.0001

В этой связи возникает возможность целенаправленно регулировать развитие планктонных водорослей в водохранилищах. Многие исследователи (Сиренко, 1972; Сиренко, Гавриленко, 1978; Девяткин и др., 2000; Hakanson, Boulion, 2001) сходятся во мнении, что реально снизить отрицательные последствия эвтрофирования в виде «цветения» воды можно, изменяя некоторые гидрологические и физические характеристики водоема, в частности, усилением проточности и увеличением водообмена, а также усилением разбавления за счет притока обедненных биогенными веществами вод. Однако в связи с дефицитом воды для ряда регионов метод регулирования интенсивности «цветения» с помощью усиления проточности и увеличения водообмена затруднен по многим причинам.

Полученные в ходе исследований результаты показывают, что основное регулирующее влияние на развитие фитопланктона Куйбышевского водохранилища может оказывать уровенный режим. Повышение трофического статуса и ухудшение качества воды – отклик экосистемы равнинных водохранилищ на снижение и интенсивную динамику уровня воды. Выявление пороговых величин гидрологических параметров, при достижении которых начинается процесс «цветения», открывает возможности прогнозирования условий «цветения» и управления качеством воды.

Изучение динамики состава, обилия и продуктивности планктонных водорослей при зарегулировании стока волжских вод имеет огромное теоретическое и практическое значение для населения бассейна реки. Дальнейшие исследования должны быть направлены на разработку систем уравнений, связывающих содержание фитопланктона с гидрохимическими, морфометрическими и гидрофизическими параметрами, которые отражали бы поведение доминирующих в фитопланктоне видов водорослей и динамику водной экосистемы в целом. Становится очевидной необходимость регулярных наблюдений за состоянием фитопланктона и процессом «цветения» воды Волжских водохранилищ.

Выводы

  1. В фитопланктоне мелководий Волжского и Волжско-Камского плесов Куйбышевского водохранилища выявлено 336 таксонов водорослей (323 вида), относящихся к 8 отделам, среди которых по видовому разнообразию преобладают зеленые (36.8%), диатомовые (26.2%) и синезеленые (12.1%) водоросли, на долю других групп приходится от 2.2% (криптофитовые) до 7.8% (эвгленовые). Фитопланктон открытых участков формируют преимущественно синезеленые, диатомовые, вольвоксовые и хлорококковые водоросли; зарослей макрофитов – эвгленовые, динофитовые, диатомовые, десмидиевые. Состав и общие количественные показатели фитопланктона в зарослях рогоза и тростника отличаются незначительно. Наибольшее видовое разнообразие характерно для летне–осеннего периода.
  2. В фитопланктоне зимой и ранней весной доминируют Aulacoseira islandica и Oscillatoria planctonica, в весенне-летний период - A. islandica, A. italica, Stephanodiscus hantzschii, Cyclotella comta, Diatoma elongatum, Nitzschia palea, N. acicularis, Aphanizomenon flos-aquae, летом и осенью – A. islandica, A. italica, S. hantzschii, A. flos-aquae, Anabaena flos-aquae, An. scheremetiеvi, Microcystis aeruginosa, M. pulverea, Gomphosphaeria lacustris, Scenedesmus quadriqauda, Tetrastrum triacantum, Kirchneriella lunaris, Trachelomonas volvocina, T. hispida. В сезонной динамике выявлены два пика количественных показателей весеннелетний и летнеосенний; во время последнего наблюдается «цветение» воды, обусловленное массовым развитием синезеленых водорослей родов Aphanizomenon, Anabaena, Microcystis.
  3. Формирование структуры сообществ и количественные показатели фитопланктона прибрежных мелководий зависит от рельефа береговой зоны, проточности и динамики водных масс, степени зарастания высшей водной растительностью, и главным образом, от концентрации биогенных веществ на данном участке водохранилища.
  4. Максимальные качественные и количественные показатели фитопланктона характерны для защищенных мелководий загрязненных и слабо проточных заливов, для которых также характерно существенное различие в видовой структуре между открытым мелководьем и зарослями макрофитов, при этом общие количественные показатели в зарослях и на открытых мелководьях отличаются незначительно. Влияние макрофитов на вегетацию планктонных водорослей в условиях повышенной трофности воды выражено слабо, биогенные вещества, содержащиеся в избытке на этом участке, не служат лимитирующим фактором для водорослей.
  5. На участках с интенсивной динамикой водных масс и с более высоким качеством воды, напротив, общие количественные показатели фитопланктона в зарослях превышают таковые на открытых мелководьях. В то же время на этом участке наблюдается более схожий видовой состав и соотношение водорослей между сообществами фитопланктона в зарослях макрофитов и на мелководьях без высшей водной растительности.
  6. Основные различия сообществ фитопланктона разных типов биотопов мелководий проявляются в структуре доминирования определенных видов водорослей; с ростом уровня трофности происходит повышение показателя доминирования и упрощение структуры фитопланктона. Наиболее выравненные и с высоким видовым разнообразием сообщества формируются в зарослях макрофитов. Пограничная зона зарослей характеризуется более высоким видовым богатством и обилием водорослей из различных экологических групп, что можно объяснить «краевым эффектом».
  7. В условиях Куйбышевского водохранилища структура сообществ фитопланктона различных типов биотопов мелководий не постоянна и систематически нарушается вследствие как сезонных, так и любых флуктуаций уровня воды, а также других факторов, которые сглаживают различия фитопланктона в разных биотопах. Уровенный режим в водохранилище в сочетании с климатическими условиями – определяющий фактор развития фитопланктона на мелководьях. Наибольшая перестройка структуры сообщества происходит при смене фазы гидрологического цикла - переходе от многоводного периода к маловодному и наоборот.
  8. Повышение концентрации доступных водорослям биогенных веществ при снижении уровня воды – причина изменения структуры и повышения продуктивности фитопланктона мелководий. При поддерживании уровня воды < НПУ (53 м БС) в июне–октябре создаются благоприятные условия для

массового развития планктонных водорослей и «цветения» воды. При ранней весне и относительно низком уровне воды (< 52 м) в начале лета, в дальнейшем наблюдается стойкое «цветение» воды, обусловленное развитием наиболее токсичных видов синезеленых водорослей родов Microсystis и Anabaena. При тех же метеорологических условиях, но при обеспечении НПУ не ниже 53 м такого массового развития синезеленых водорослей не происходит, а «цветение» воды вызывают менее токсичные водоросли рода Aphanizomenon. Отрицательные последствия эвтрофирования в виде «цветения» воды в Куйбышевском водохранилище можно уменьшить путем поддерживания оптимального уровня воды – не ниже НПУ (53 м) в летний период.



Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

В изданиях, рекомендованных ВАК

  1. Мингазова Н.М., Деревенская О.Ю., Палагушкина О.В., Павлова Л.Р., Набеева Э.Г., Зарипова Н.Р., Замалетдинов Р.И., Кондратьева Т.А., Павлов Ю.И., Унковская Е.Н., Борисович М.Г., Халиуллина Л.Ю. Биоразнообразие водных объектов г. Казани // Ученые записки КГУ. Серия Естественные науки. – 2008. – Т. 150, № 4. – С. 252-261.
  2. Халиуллина Л.Ю., Яковлев В.А., Халиуллин И.И. Зависимости сезонной и межгодовой динамики фитопланктона от уровенного режима Куйбышевского водохранилища // Водные ресурсы. – 2009. – Т. 36, № 4. – С. 481-487

В прочих изданиях

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |






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