Оценка продукционно-деструкционных характеристик органического вещества и трофического статуса чебоксарского водохранилища по показателю концентрации хлорофилла «а» фитопланктона в 2005-2006 гг (стр. 1 )

Оценка продукционно-деструкционных характеристик органического вещества и трофического статуса Чебоксарского водохранилища по показателю концентрации хлорофилла «А» фитопланктона в 2005-2006 гг.

, ,

ВВЕДЕНИЕ

Исследование формирования биологической продуктивности водных экосистем и оценки качества природной среды остаются актуальными на протяжении последних десятилетий. В этой связи очевидна необходимость поиска соответствующих показателей, обладающих высокой степенью информативности с одной стороны и оперативностью их получения с другой. В полной мере всем этим требованиям отвечают растительные пигменты, которые образуются в клетках планктонных водорослей (Минеева, 2004).

Известно, что фитопланктону отводится основная роль в процессе первичного продуцирования автохтонного органического вещества в большинстве водоемов. Количество продукции, вырабатываемой на единицу биомассы, называется фотосинтетической способностью (фотосинтетической активностью) фитопланктона. Биомасса фитопланктона может выражаться и через концентрацию хлорофилла а (Пырина, 1966; Страшкраб, Гнаук, 1989; Минеева, 2004; Щур, 2006; Talling, 1966 и др.). Хотя для большинства исследованных водоемов получена тесная прямая зависимость между концентрацией хлорофилла а и биомассой фитопланктона, тем не менее постоянно оговаривается, что несмотря на наличие прямой зависимости между указанными величинами для всех исследованных водоемов, существует значительный разброс эмпирических точек вокруг расчетных кривых, отображающих уравнения регрессии (Трифонова, Десортова, 1983; Авинская, 1988). Не смотря на это инструментальный метод определения хлорофилла а дает возможность получать большие массивы точных данных для оценки пространственного распределения фитопланктона (Минеева, 2004) и может быть использован для экспресс-оценки продукции фитопланктона (Максимова, 2006). Существует также закономерная корреляционная зависимость между содержанием хлорофилла а и интенсивностью фотосинтеза фитопланктона, а также интенсивностью потребления кислорода планктоном. В целом интенсивность фотосинтеза пропорциональна концентрации хлорофилла а, а общий характер связи между ними может быть отражен уравнением линейной функции. Таким образом, по содержанию хлорофилла а можно определить продукционно-деструкционные процессы в водоеме (Девяткин, Метелева, Митропольская, 2000) и его трофический статус (Трифонова, 1993). К сожалению, специальных исследований посвященным исследованию зависимости первичной продукции от содержания хлорофилла а немного (Первичная продукция…, 1983). В настоящее время интерес к продукционной способности фитопланктона связан с использованием расчетного метода определения первичной продукции (Минеева, 2004).

Для определения уровня продукционно-деструкционных процессов органического вещества в Чебоксарском водохранилище решались следующие задачи: 1) изучение пространственного распределения фотосинтетической активности фитопланктона; 2) определение максимальных и минимальных величин фотосинтеза и деструкции органического вещества в фотическом слое ряда участков водохранилищ; 3) оценка трофического статуса водохранилища по показателю концентрации хлорофилла а в фитопланктоне.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Использованы результаты двухлетних исследований (2005-2006 гг.), проведенных в летний вегетационный период на 26-ти створах: 1) у плотины Горьковской ГЭС; 2) у г. Балахна; 3) устье р. Трестьяна; 4) у п. Малое Козино; 5) Нижний Новгород, выше впадения р. Оки; 6) р. Ока, у п. Хабарское; 7) р. Ока, у п. Дуденово; 8) р. Ока, у п. Стригино; 9) р. Ока, Н. Новгород, у Малиновой гряды; 10) р. Ока, Н. Новгород, напротив парка «Щвейцария»; 11) р. Ока, Н. Новгород, устье; 12) Н. Новгород, ниже впадения р. Оки; 13) против Артемовских лугов; 14) у п. Зименки; 15) устье р. Кудьмы; 16) у п. Работки; 17) устье р. Алферовки; 18) устье р. Керженец; 19) против р. Лысково; 20) устье р. Нюжма; 21) у п. Бармино; 22) устье р. Суры; 23) напротив г. Васильсурска; 24) напротив г. Козьмодемьянска; 25) у п. Шомиково; 26) выше г. Чебоксары. Пробы отбирались в трех точках: правый, левый берег и середина реки. Соответственно 1-5 створы, характеризовали Верхний речной участок водохранилища; 6-11 створы - Окский отрог; 12-21 створы - Средний речной; 22-24 створы - Озерный; 6) 25-26 створы - Приплотинный.

Пробы воды для определения концентрации фотосинтетических пигментов отбирались в фотическом слое с борта судна в соответствии с прозрачностью воды по диску Секки. Определение оптической плотности фотосинтетических пигментов проводили в смешанном 90% ацетоновом экстракте стандартным спектрофотометрическим методом (Lorenzen, Jeffrey, 1980; Пырина, Сигарева, 1986; SCOR-UNESCO, 1966; Руководство..., 1992), принятом в нашей стране в качестве Госстандарта (ГОСТ 17.04.02-90, 1990). Концентрации хлорофилла а, b, с (Хл а, b, с), феопигментов и каротиноидов рассчитывали по соответствующим формулам (Руководство..., 1992). Интенсивность фотосинтеза фитопланктона и потребления кислорода планктоном рассчитывали исходя из уравнений линейных функций, приведенных в работе и др. (Девяткин, Метелева, Митропольская, 2000).

Определение уровня трофности проводилось по шкале трофности, приводимой (1993).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Содержание хлорофилла «а» в фитопланктоне акватории Чебоксарского водохранилища в 2005-2006 гг.

Съемки, выполненные с июня по сентябрь 2005-2006 гг. Нижегородской лабораторией ГосНИОРХ, позволяют охарактеризовать макромасштабное распределение содержания хлорофилла а фитопланктона на всей акватории открытой части водохранилища (табл. 1, 2).

Средняя за период наблюдения концентрация хлорофилла а, в фитопланктоне в вегетационный период 2005 г. по Чебоксарскому водохранилищу составила 27,46±2,64 мкг/л, а в 2006 г. - 21,90±3,92 мкг/л, что сопоставимо с имеющимися литературными данными (Минеева, 1996; 2004; 2005). Это позволяет отнести в совокупности акваторию Чебоксарского водохранилища к эвтрофному типу (Трофимова, 1993).

В летний период съемок средняя по месяцам концентрация хлорофилла а составила: июнь – 18,92±7,48 мкг/л, июль – 29,35±3,73 мкг/л, август – 31,33±2,93 мкг/л. Осенний период съемок был ограничен сентябрем и содержание хлорофилла а составило – 22,30±10,97 мкг/л.

Минимальная концентрация хлорофилла а отмечена на участке вблизи плотины Горьковской ГЭС (г. Городец), а максимальная на Оке. Следует отметить значительную концентрацию хлорофилла а в районе г. Васильсурска (табл. 1).

Наблюдения, проводимые во второй декаде июня происходили в условиях солнечной штилевой погоды с температурой поверхности воды 20-22ºС на окском участке в районах пп. Хабарское и Дуденево. В районе п. Хабарское содержание хлорофилла а составило 25-35 мкг/л, а на участке п. Дуденево 25,2-47,3 мкг/л. На рассматриваемых профилях свыше 50% о суммы зеленых пигментов приходилось на долю основного из них – хлорофилла а . Съемки проводимые в приплотинном участке р. Волги Горьковской ГЭС проходили при ветреной погоде с температурой поверхности воды 12-18ºС. На участке в непосредственной близости ГЭС концентрация хлорофилла а была низкой 5-8 мкг/л. На участке Волги в районе впадения рр. Трестьянки и Черной (п. Кочергино) концентрация хлорофилла а была 7,7-8,6 мкг/л.

Таблица 1

Содержание хлорофилла а и интенсивность фотосинтеза фитопланктона

Чебоксарского водохранилищ в вегетационный период 2005 года

№ ство- ра	Исследуемый участок	Дата отбора проб	Хл а, мкг/л	% Хл а	Интенсив- ность фотосин- теза, мг О2/(л·сут)	Интенсив- ность потребления кислорода, мг О2/(л·сут)
1	р. Волга (шлюзы Горьковской ГЭС)	29.06.	4,9	21,6	1,12	0,75
р. Волга (старое русло)	8,4	20,0	1,50	0,85
р. Волга (Прорези)	7,2	20,4	1,40	0,81
2	р. Волга, г. Балахна, правый берег	05.07.	7,5	27,0	1,40	0,82
р. Волга, г. Балахна, левый берег	6,0	22,0	1,25	0,78
3	устье р. Трестьяны	30.06.	7,7	21,6	1,42	0,83
ниже устья р. Трестьяны	8,6	32,2	1,52	0,85
4	р. Волга, п. М. Козино, правый берег	05.07.	7,6	31,0	1,41	0,82
р. Волга, п. М. Козино, середина	8,2	24,0	1,47	0,84
р. Волга, п. М. Козино, левый берег	5,0	26,2	1,14	0,76
6	р. Ока, п. Хабарское правый берег	28.06.	35,0	54,3	4,34	1,55
р. Ока, п. Хабарское левый берег	06.07.	39,3	61,0	4,81	1,67
7	р. Ока, Дуденево, правый берег	28.06.	47,3	54,3	5,66	1,88
р. Ока, Дуденево, середина	06.07.	25,2	51,3	3,30	1,30
р. Ока Дуденево, левый берег	30,7	52,6	3,88	1,44
8	р. Ока, п. Стригино правый берег	07.07.	39,3	71,8	4,81	1,67
р. Ока, п. Стригино (залив)	37,8	54,0	4,65	1,63
р. Ока, п. Стригино левый берег	43,6	61,8	5,27	1,78
9	р. Ока, г. Н. Новгород, Малиновая гряда, правый берег	51,7	64,7	6,13	2,00
р. Ока, г. Н. Новгород, Малиновая гряда, левый берег	59,4	66,4	6,95	2,20
10	р. Ока, г. Н. Новгород, парк «Швейцария», правый берег	23,5	57,3	3,12	1,25
Р. Ока, г. Н. Новгород, п. Молитовка, левый берег	70,2	75,5	8,11	2,5
11	р. Ока, г. Нижний Новгород, устье, правый берег	22.07.	44,7	53,0	5,40	1,81
р. Ока, г. Нижний Новгород, устье, левый берег	42,6	52,0	5,20	1,75

Продолжение табл.1