WWW.NET.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Интернет ресурсы
 

«УДК 581.526.325.2 Н. А. Гаевский*, Л. А. Семенова**, А. К. Матковский** ТРОФИЧЕСКИЙ СТАТУС ВОД ЭКОСИСТЕМЫ ОБСКО-ТАЗОВСКОЙ УСТЬЕВОЙ ОБЛАСТИ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ФИТОПЛАНКТОНА Проведен анализ ...»

УДК 581.526.325.2

Н. А. Гаевский*, Л. А. Семенова**, А. К. Матковский**

ТРОФИЧЕСКИЙ СТАТУС ВОД ЭКОСИСТЕМЫ

ОБСКО-ТАЗОВСКОЙ УСТЬЕВОЙ ОБЛАСТИ

ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ФИТОПЛАНКТОНА

Проведен анализ многолетних исследований фитопланктона Обской и Тазовской губ и на основе его показателей (биомасса, хлорофилл а, валовая первичная

продукция) выполнена оценка уровня трофности рассматриваемых эстуарных водоемов. Отмечена специфика взаимосвязи рассматриваемых показателей для северных экосистем и предложены соответствующие шкалы градации трофности. В период открытой воды Обь-Тазовская устьевая область является мезотрофноэвтрофным водоемом.

Фитопланктон, Обская губа, Тазовская губа, биомасса, хлорофилл а, валовая первичная продукция.

Обско-Тазовская устьевая область — залив Карского моря на севере Ямало-Ненецкого автономного округа. Длина Обской губы составляет около 800 км, ширина 30–75 км, средняя глубина 9 м, большую часть года акватория покрыта льдом. Тазовская губа соединяется с Обской губой в центральной части восточного побережья. Обско-Тазовская устьевая область играет исключительную роль в формировании запасов сиговых и осетровых видов рыб, является гигантским рыбопитомником, где популяции рыб проводят большую часть своей жизни [Москаленко, 1958; Матковский, 2006]. Высокие продукционные показатели водоемов обеспечивают интенсивный рост молоди до ее полового созревания.


Значительные рыбные ресурсы, сосредоточенные в акватории Обско-Тазовской устьевой области, составляют основу питания коренного населения. В этой области расположена богатая природным газом углеводородная провинция, что обусловливает проведение работ по освоению морских месторождений природного газа. Осуществляемое в последние годы ОАО «Газпром» и дочерними предприятиями масштабное вмешательство в экосистему требует регулярного гидробиологического мониторинга, включающего оценку состояния фитопланктона — первичного трофического звена. Результаты оценки продуктивности фитопланктона южной части Обской губы, полученные в 60-е гг. прошлого века задолго до начала поисковых работ, опубликованы А. В. Солоневской [1972]. Более поздние и текущие исследования освещены в работах Л. А. Семеновой [1995], Л. А. Семеновой и В. А. Алексюк [1989, 2009], А. К. Матковского с соавт. [2007], Л. А. Семеновой и Н. А. Гаевского [2009].

В данной работе обсуждаются результаты изучения продукционных показателей фитопланктона в Обско-Тазовской устьевой области в период открытой воды с 2002 по 2008 г., дается оценка трофического статута участков акватории, на которых осуществлялись поисково-оценочные работы.

Авторы выражают благодарность всем сотрудникам, принимавшим участие в сборе гидробиологического материала.

Материал и методы исследования Пробы фитопланктона отбирали батометром, при благоприятных погодных условиях — с пяти горизонтов (поверхность, прозрачностьпо белому диску Секки, удвоенная глубина прозрачности, средний горизонт, придонный), в условиях волнения и шторма — с трех горизонтов (поверхность, трофогенный, придонный). Места отбора проб показаны на рис. 1, даты отбора проб с 2002 по 2008 г. приведены далее в табл. 3. В локальных исследованиях использовали сетку станций, предложенную ранее [Матковский и др., 2007], на участке протяженностью 10 км, ориентацией север — юг, восток — запад и удалением от условного центра на 0,05; 0,01; 0,25; 0,50; 1,0 и 5,0 км.

Рис. 1. Расположение створов и контрольных участков отбора проб в период 2002–2008 гг.

в Обской губе и Тазовской губе:

I — Банка Опасная (левый берег) — русло — п. Ныда (правый берег);

II — п. Новый Порт (левый берег) — русло — п. Ямбург (правый берег);

III — п. Мыс Каменный (левый берег) — русло — м. Парусный (правый берег);

IV — п. Яптик-Сале (левый берег) — русло — п. Котельникого (правый берег);

V — м. Круглый (левый берег) — русло — м. Трехбугорный (правый берег);

VI — м. Поворотный (левый берег) — русло — п. Антипаюта (правый берег);

1–3 — контролируемые участки: Обская губа, р-н п. Мыс Каменный;

устье Тазовской губы; Тазовская губа, р-н м. Чугорь Прямое определение валовой первичной продукции (ВПП) в экосистемах, подобных Обской губе, сопряжено с методическими трудностями и нестабильными метеоусловиями. Ограниченные сроки проведения работ часто не позволяют собрать необходимую информацию. Расчетный метод, примененный нами [Методические рекомендации…, 1989], значительно упрощает задачу и позволяет определить как потенциально высокие, так и реальные величины ВПП, учитывающие энергетические показатели света [Шульгин, 1967].

Для регистрации флуоресценции использовали флуориметр ФЛ3004-М (КраГУ). Методические приемы измерения флуоресценции фитопланктона и определения на ее основе таких показателей, как суммарная и дифференцированная на основные таксономические группы концентрация хлорофилла а, валовая первичная продукция (ВПП), подробно описаны [Гаевский и др., 1993, 2003; Методические рекомендации…, 1989]. В расчетах потенциальной валовой первичной продукции фитопланктона учитывали ослабление света в столбе воды. Для этого использовали прямые измерения коэффициента ослабления света (k, м-1) или вычисление величины k по глубине прозрачности белого диска Секки S (м): 2,5 S (м) соответствует глубине, на которой интенсивность падает в 100 раз, отсюда k = lg(100)/2,5 S (м). Необходимая для оценки потенциальной ВПП средняя за световой день энергия света в области 400–700 нм была принята равной 30 Вт/м2 с учетом того, что средняя облученность горизонтальной поверхности в безоблачный день по данным работы [Шульгин, 1967] составляет 150 Вт/м2 и преобладающая в ОбскоТазовской устьевой области низкая облачность 9–10 баллов [Информационный ресурс…] ослабляет поток солнечной радиации в диапазоне 400–700 нм в 5 раз [Шульгин, 1967], длина светового дня в летний период достигает 24 ч.

Видовой состав фитопланктона определяли по фиксированным раствором Люголя пробам. Клетки водорослей учитывались в камере «Нажотта»

под микроскопом LABoVAL при увеличении 280, в двух-четырех повторностях. Статистическая достоверность достигалась набором около 800 клеток, для доминирующих видов — 100–200 клеток. Учитывались и измерялись все встреченные водоросли. Численность и биомассу рассчитывали по общепринятым методикам [Методические рекомендации…, 1981; Руководство…, 1983]. Для определения диатомовых водорослей готовили постоянные препараты [Диатомовые водоросли…, 1974].

Предварительную оценку трофического статуса исследованных участков по биомассе фитопланктона, содержанию хлорофилла а и валовой первичной продукции провели на основе шкал О. П. Оксиюк и В. Н. Жукинского (табл. 1).

–  –  –

Категории трофности при необходимости могут быть соотнесены с классами качества вод, например на основе работы [Оксиюк и др., 1993].

Данные о температуре воздуха, направлении и силе ветра, облачности за 2006–2008 гг. взяты из архивов метеорологического сайта «Расписание погоды» [Информационный ресурс…] для населенного пункта Яптик-Сале.

Результаты и обсуждение Прежде всего, необходимо рассмотреть условия формирования первичной продукции фитопланктона в Обско-Тазовской устьевой области.

Количество световой энергии, доступной водорослям, зависит от времени года, погодных условий и оптических свойств водной среды. В период с июня по август (по оценкам за 2006–2008 гг.), когда среднесуточные температуры воздуха лежат в положительном диапазоне, количество дней с плотной облачностью (9–10 баллов) достигало 50 %, а с плотностью облаков выше 7 баллов составило 67 % (рис. 2).

–  –  –

Кумуляты поглощения света толщей воды (рис. 3), построенные на основе средних, минимальных и максимальных значений коэффициента k, показывают, что 90 % световой энергии, обеспечивающей ВПП, поглощает слой воды 0,75 м.

На распределение водорослей в поверхностном слое оказывают влияние вертикальное и горизонтальное перемещение водных масс в результате речного стока и действия ветра. Анализ метеорологических данных за 2006–2008 гг. показал, что в летний период доминируют ветра меридионального направления с некоторым преимуществом ветров северного сектора (рис. 4). Сила ветра по шкале Бофорта в равной степени распределена между категориями 5 м/c (штиль-слабый) и 5–8 м/с (слабый-умеренный), доля дней с этими показателями составляет 80 %.





Доля дней, когда сила ветра характеризовалась как сильная, достигала 20 %, дни с крепкими ветрами были единичны. Учитывая преимущественное меридиональное направление ветра и географическое положение Обской губы, можно заключить, что ветровое перемешивание и сгоннонагонные явления начинают влиять на вертикальное и горизонтальное распределение клеток водорослей при умеренной силе ветра и являются обычными в Обско-Тазовской устьевой области.

–  –  –

Рис. 4. Показатели силы (А) и направления (Б) ветра в районе Обско-Тазовской устьевой области в летние месяцы (данные 2006–2008 гг.) Результаты определения биомассы (Б) водорослей, содержания хлорофилла а (Хл) и валовой первичной продукции (ВПП) фитопланктона на участках Обской губы и Тазовской губы представлены в табл. 3.

–  –  –

* лб — левый берег, пб — правый берег, р — русло.

** Категории по табл. 4.

*** Приведена величина стандартного отклонения.

На основании величин концентрации хлорофилла а, биомассы и валовой первичной продукции (табл. 3) в соответствии с критериями категорий трофности (табл. 1) были определены частоты встречаемости олиготрофной, мезотрофной, эвтрофной, политрофной и гипертрофной категорий при оценке участков Обско-Тазовской устьевой области (рис. 5).

Трофический статус по концентрации хлорофилла а в большинстве случаев был ограничен олиготрофно-мезотрофным диапазоном. Эта оценка оказалась более низкой по сравнению с результатами, полученными на основании валовой первичной продукции и общей биомассы водорослей. По валовой первичной продукции оценки варьировали в олиготрофно-эвтрофном диапазоне. По биомассе сделанные оценки в большинстве случаев соответствуют эвтрофной категории (рис. 5).

–  –  –

Рис. 5. Встречаемость категорий трофности, установленных на основе критериев [Оксиюк и др., 1993], при оценке экологического состояния Обской губы и Тазовской губы (2002–2008 гг.) по показателям фитопланктона Причиной различных частот оценок категорий трофности по хлорофиллу а и биомассе клеток водорослей может быть известная вариабельность удельного содержания хлорофилла а в единице сырой биомассы, а также имеющий место (табл. 1) нелинейный характер связи между концентрацией хлорофилла а и биомассой клеток — от Хл/Б = 0,25 % в гипертрофных водах до 5 % в олиготрофных, установленный авторами комплексной экологической классификации качества поверхностных вод суши [Оксиюк и др., 1993].

Завышенные, на наш взгляд, оценки трофического статуса исследованной Обско-Тазовской устьевой области по показателям биомассы клеток требуют специального рассмотрения. Трофический статус водоема, определяемый на основе фитопланктона, в первую очередь зависит от уровня валовой первичной продукции. Живая биомасса клеток водорослей и содержащийся в клетках хлорофилл а выступают основой валовой первичной продукции, однако продукционная активность имеет обратную зависимость от объема клеток [Щур и др., 2004]. Существующие шкалы определения трофности водоема по сырой биомассе не учитывают этих различий. В экосистеме Обской губы и Тазовской губы доминируют водоросли диатомового комплекса, размерные показатели которых по нашим оценкам в 6 раз превосходят показатели зеленых водорослей и в 13 раз — показатели синезеленых водорослей. В этих условиях оправдано изменение границ категорий трофности, как по величинам сырой биомассы клеток водорослей, так и по содержанию хлорофилла а.

В работе Л. А. Щур с соавт. [2004] отношение валовой первичной продукции фитопланктона к сырой биомассе клеток (А/В) уменьшалось от 5,9 мг О2/мг сырого веса·сут. (притоки р. Енисей) до 0,8–1,0 мг О2/мг сырого веса·сут. в р. Енисей.

В наших исследованиях для реальных погодных условий Обско-Тазовского устьевого участка это отношение составило 0,40 ± 0,04 (Cv = 60 %), что соответствует тенденции снижения величины А/В с увеличением размерных характеристик клеток и продвижением района исследований на север. Удельное содержание хлорофилла а в сырой биомассе по данным табл. 3 составило 0,25 ± 0,03 % (Cv = 70 %). С учетом этих соотношений была составлена таблица трофности (табл. 4) для Обско-Тазовской устьевой области при сохранении границ категорий первичной продукции фитопланктона по шкале [Оксиюк и др., 1993].

Соответствующие табл. 4 значения категорий трофности приведены в табл. 3.

Таблица 4 Критерии классификации и категории трофности вод Обско-Тазовской устьевой области по показателям фитопланктона Олиго- Мезо- Поли- ГиперПоказатель Эвтрофная трофная трофная трофная трофная Биомасса (В), мг/л 1,2–2,4 2,5–5,0 5,1–19,0 19,1–25,0 25,1–30,0 Хлорофилл а, мкг/л 3,0–6,0 6,1–12,5 12,6–47,5 47,6–62,5 62,6–75 Валовая первичная продукция (А), г О2/м сут.

Частоты встречаемости категорий трофности участков Обско-Тазовской устьевой области в соответствии с предлагаемыми границами (табл. 4) показаны на рис. 6.

<

–  –  –

В целом, несмотря на значительную временную и пространственную гетерогенность, по показателям хлорофилла а и биомассы экосистему Обской губы и Тазовской губы в период открытой воды с 2002 по 2008 г. можно охарактеризовать как мезотрофно-эвтрофную. Аналогичные оценки могут быть сделаны и при анализе результатов определения биомассы водорослей в прошлом: 1960 г. [Солоневская, 1972], 1980–2002 гг. [Семенова, Алексюк, 1989; Семенова, 1995; Семенова и др., 2000]. При использовании величин валовой первичной продукции заметно возрастает доля оценок трофности с выбором олиготрофной категории.

ЛИТЕРАТУРА

Гаевский Н. А., Колмаков В. И., Попельницкий В. А. и др. Расчетный метод определения первичной продукции фитопланктона на основе измерения флуоресценции и интенсивности света // Гидробиол. журн. 2003. Т. 39, № 3. С. 105–114.

Гаевский Н. А., Шатров И. Ю., Гольд В. М. Флуоресцентный анализ пигментов фитопланктона // Методические вопросы изучения первичной продукции планктона внутренних водоемов. СПб: Гидрометеоиздат, 1993. С. 101–109.

Диатомовые водоросли СССР. Ископаемые и современные. Л.: Наука, 1974. Т. 1.

400 с.

Информационный ресурс: http://www.rp5.ru/9450/ru.

Матковский А. К. Рыбы Обской и Тазовской губ Карского моря // Экология рыб Обь-Иртышского бассейна. М.: Товарищество науч. изданий, 2006. С. 311–325.

Матковский А. К., Заворуев В. В., Макаренкова И. Ю. и др. Результаты экологического мониторинга за разведочным бурением в Обской губе // Рыбоводство и рыбное хозяйство. 2007. № 12. С. 14–20.

Методические рекомендации по дистанционным методам контроля качества поверхностных вод суши. Экспрессное флуориметрическое определение концентрации хлорофилла А и фотосинтетической активности фитопланктона / Коллектив авторов.

Л.: Гидрометеоиздат, 1989. Вып. 3. 48 с.

Методические рекомендации по сбору и обработке материалов при гидробиологических исследованиях на пресных водоемах. Фитопланктон и его продукция. Л.: Издво ГосНИОРХ, 1981. 32 с.

Москаленко Б. К. Биологические основы эксплуатации и воспроизводства сиговых рыб Обского бассейна // Тр. Обь-Тазовского отд-ния ВНИОРХ. Тюмень: Тюм. кн. издво, 1958. Нов. сер. Т. 1. 251 с.

Оксиюк О. П., Жукинский В. Н., Брагинский Л. П. и др. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши // Гидробиол. журн. 1993. Т. 29, № 4.

С. 62–77.

Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. С. 78–84.

Семенова Л. А. Фитопланктон Обской устьевой области и оценка его возможных изменений при изъятии части речного стока // Гидробионты Обского бассейна в условиях антропогенного воздействия. Л.: Изд-во ГосНИОРХ, 1995. Вып. 327. С. 113–119.

Семенова Л. А., Алексюк В. А. Изученность альгофлоры Обского Севера // Гидробиологическая характеристика водоемов Урала. Свердловск: Изд-во УрО АН СССР,

1989. С. 23–38.

Семенова Л. А., Алексюк В. А. Планктон Обской губы // Человек и Север: Антропология, археология, экология: Матер. всерос. конф., г. Тюмень, 24–26 марта 2009 г.

Тюмень, 2009. Вып. 1. С. 279–284.

Семенова Л. А., Гаевский Н. А. Структурно-функциональные характеристики альгоценоза Тазовской губы // Там же. С. 281–283.

Семенова Л. А., Князева Н. С., Степанова В. Б. и др. Среда обитания рыб в низовьях р. Оби и ее эстуариях // Биологические ресурсы прибрежья Российской Арктики: Матер. к симп. М.: Изд-во ВНИРО, 2000. С. 133–136.

Солоневская А. В. Продуктивность фитопланктона южной части Обской губы и низовья Оби // Водоросли и грибы Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: Наука,

1972. Ч. 2. С. 51–70.

Шульгин И. А. Солнечная радиация и растения. Л.: Гидрометиздат, 1967. 180 с.

Щур Л. А., Апонасенко А. Д., Лопатин В. Н., Пожиленкова П. В. Первичная продукция разных размерных фракций фитопланктона // Гидробиол. журн. 2004. Т. 40, № 3. С. 3–15.

*ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», Институт фундаментальной биологии и биотехнологии, г. Красноярск **ФГУП «Госрыбцентр», г. Тюмень N. А. Gayevsky, L. А. Semyonova, А. К. Маtkovsky

TROPHIC STATUS OF WATERS IN THE ECOSYSTEM OF THE OB AND TAZ

ESTUARINE AREA ACCORDING TO INDEXES OF PHYTOPLANKTON

The authors analyze long investigations of phytoplankton from the Gulfs of Ob and Taz and, on the basis of its indexes (biomass, chlorophyll а, gross primary production), evaluate the level of trophicity in the considered estuary basins. The paper marks specificity of interrelation between the considered indexes for north ecosystems, suggesting the corresponding trophicity scales. In the period of open water the Ob and Taz estuarine area remains a mesotrophic and eutrophic basin.

Phytoplankton, the Gulf of Ob, the Gulf of Taz, biomass, chlorophyll A, gross primary production.



Похожие работы:

«ПРАВИЛА СОРЕВНОВАНИЙ Дополнены по результатам международного судейского тренинга 19-20 апреля 2008г. Харьков 2008 2 Часть 1. Введение ЧАСТЬ 1 ВВЕДЕНИЕ Обучение построению аудиосистем и тюнингу.ВВЕДЕНИЕ Правила IASCA созданы и написаны с целью предложить новичкам и профессионал...»

«ГЛАВА V ПРАКТИКА РАЗРЕШЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ КАТЕГОРИЙ СПОРТИВНЫХ СПОРОВ В данной главе представлен анализ наиболее важных спортивных споров, которые имеют теоретическое и практическое значение (преимущественно для индивидуальных видов спорта).Все дела будут проанализированы по следующей схеме: · реквизит...»

«Русская версия PU101 Sweex 2 Port Serial ATA RAID PCI Card Введение Прежде всего, благодарим Вас за покупку карты Sweex 2 Port Serial ATA RAID PCI Card. Эта карта позволяет с легкостью о...»

«Тепло твоих ладоней Москва, Тепло твоих ладоней: сборник стихов. — Москва: "онтоПринт", 2011. – 84 c. Социальная сеть “Содружество” При поддержке ГОУ гимназия №1517 Редактор: Е. Давыдова-Мартынова Руководитель инициативной гру...»

«IIO.J~e/IЛ~ewx оftюлt~ий и ~~иfю/юлtШ3 ~иfю/юлttЫt и штдМJ~fЬlе rp~ ~ В статье обосновывается недостаточность с позиций публичных интересов исполь­ зования исключительно методов налоговых изъятий применительно к коммерческим ор­ ганизациям субъектам крупного...»

«ОАО Мобильные Телесистемы филиал в Орловской области 302028, г. Орел, ул. Ленина, д. 37, 302028, г. Орел, ул. Горького, д. 47к, 303030, Орловская обл., г. Мценск, ул. Ленина, д. 34, 303850, Орловская обл., г. Ливны, ул Ленина, д. 4. 8-800-333-0890 WWW.OREL.MTS.RU Много звонков Льготная стоимость вызовов после 5 минут в сут...»

«Ю. А. Ведерникова, И. Г. Соловьев Моделирование взаимного влияния скважин для участка нефтяного месторождения Работа посвящена вопросу оценки состояния скважинных систем с учетом взаимовлияния скважин. Рассматр...»

«П одготовлено с использованием системы КонсультантП лю с О бщ ество с ограниченной ответственностью О ОО "Тепловодоканал" Ф орм а 2.2. И н ф орм ац ия о тариф е на питьевую воду (питьевое водоснабж ение) Наиме...»








 
2017 www.ne.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.