Особое значение имеет этот вопрос для Учинского водохранилища в Волжской системе водоснабжения, в котором были осуществлены целенаправленные посадки риса дальневосточного с целью повлиять на развитие фитопланктона [247]. Однако, до настоящего времени исследованиями не выявлено значимого влияния посадок макрофитов на продукционные процессы водохранилища, несмотря на широкое распространение риса в мелководьях водохранилища.

Пресс организмов высших трофических уровней. Многочисленными наблюдениями за внутрисезонной сукцессией фитопланктона в москворецких и волжских водохранилищах убедительно показано наличие ярко выраженной фазы «чистой воды», обусловленной развитием высокого весеннего пика зоопланктона [241]. Фаза чистой воды в этих водохранилищах тесно связана с фильтрационной деятельностью крупных дафний.

Выводы раздела

– Анализ особенностей гидроэкологического режима Москворецких и Волжских водохранилищ показал, что в обеих системах действуют одинаково следующие факторы первичного продуцирования: климатические, факторы биогенного питания и биотические факторы. Наибольшие различия в характере влияния на процессы развития фитопланктона в водохранилищах наблюдаются в следующих косвенных факторах первичного продуцирования – вертикальной термической стратификации и внутренней биогенной нагрузке.

– В водохранилищах Москворецкой системы особенности термической структуры приводят к возникновению резких вспышек в развитии фитопланктона в вегетационный период, не наблюдающихся обычно в водохранилищах водораздельного бьефа канала им. Москвы.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

4 Предложения по формированию комплекса факторов, определяющих развитие продукционных процессов в экосистемах Можайского, Рузского, Озернинского и Истринского водохранилищ и в экосистемах водохранилищ водораздельного бьефа канала им. Москвы

Разработанная в первом разделе настоящего отчета классификация факторов развития фитопланктона – главного продуцента водных экосистем в водохранилищах позволяет сформулировать предложения по формированию комплекса факторов продукционных процессов. Все эти факторы целесообразно рассмотреть по степени их опосредованности в соответствии с представленной в классификации иерархией и разделить особенности их прямого и косвенного воздействия на интенсивность размножения клеток фитопланктона.

Географические факторы представляют первый уровень наиболее отдаленного воздействия на развитие продукционных процессов.

Значение главного из них – климатического фактора, для продукционных процессов на Земле, и в водных экосистемах в частности, трудно переоценить, поскольку закон географической зональности этого фактора проявляется особенно ярко. Однако, при рассмотрении продуктивности отдельного водоема (или системы близко расположенных водоемов, как в нашем случае) на первый план выходят не климатические (одинаковые для всех водоемов сезонные изменения метеорологических характеристик), а синоптические особенности атмосферных процессов в вегетационный период. Если климатические воздействия определяют общий фон, на котором развиваются продукционные процессы, то синоптические явления позволяют оценивать межгодовые и внутрисезонные колебания интенсивности первичной продукции в водоемах.

Ландшафтные характеристики водосборов проявляются в формировании химического стока с водосбора, то есть в биогенной нагрузке на экосистему водохранилища. В сходных, близко расположенных ландшафтах сток биогенных веществ с водосборов, как правило, различается незначительно. Существенные различия в нем могут возникать только в том случае, если он нарушается антропогенным воздействием.

Антропогенное влияние в виде поступления в водный сток дополнительного количества биогенов из различных источников в отличие от предсказуемых колебаний естественной биогенной нагрузки проявляется, как правило, эпизодически и может быть весьма существенным, оказывая прямое влияние на интенсификацию продукционных процессов. Оно может проявляться еще и в прямом воздействии токсических соединений в составе загрязнений на клетки фитопланктона, однако в наших предложениях этот фактор отсутствует из-за крайне малой вероятности его возникновения в рассматриваемых водных объектах – источниках водоснабжения. К антропогенным факторам в общем случае можно отнести и режим регулирования речного стока гидроузлом, однако по нашему мнению его следует анализировать при рассмотрении водного баланса водохранилищ.

Последний фактор верхнего уровня – форма ложа водохранилища – важнейший косвенный фактор практически всех процессов внутриводоемного воздействия на экосистему водоема.

Факторы воднобалансовые и внутриводоемные. Рассмотрение этих факторов целесообразно начать с факторов гидрологического типа, а именно – внешний водообмен и колебания уровня.

Внешний водообмен прямого действия на развитие фитопланктона не оказывает, однако косвенное его влияние достаточно велико. Главные виды косвенного влияния водообмена следующие:

– влияние на характер плотностной стратификации водохранилища;

– влияние на формирование гидрохимических полей и, в первую очередь, полей биогенных элементов в водохранилищах.

Колебания уровня воды в водохранилище. Прямое воздействие колебания уровня воды в водохранилище проявляется в условиях зимовки и последующего развития акинет синезеленых водорослей. Косвенное воздействие значительно более разнообразно. Следует выделить следующие его виды:

– соотношение площадей мелководной и глубоководной зоны водохранилища;

– температурная стратификация водохранилища;

– поступление биогенных веществ из затопленных мелководий;

– динамические процессы.

Факторы гидрофизического типа. Прямое воздействие динамики вод обычно проявляется в усилении доступа биогенов к клеткам фитопланктона, однако это воздействие проявляется столь сложным образом, что до настоящего времени не поддается математической формализации. Количественных оценок этих процессов имеется крайне мало. Косвенное влияние динамики вод – это перенос пассивного фитопланктона с водными массами, который приводит к формированию неоднородных полей фитопланктона по акватории водоема. Общая первичная продукция водоема при этом существенно зависит от пространственного распределения водорослей в водохранилище, которое часто очень трудно зафиксировать полевыми наблюдениями, но относительно просто получить по результатам модельного расчета по пространственно распределенной (плановой) модели.

Плотностная стратификация вод. В наших предложениях плотностная стратификация вод не относится к прямым факторам, хотя, как указывалось в первом разделе, существуют работы, в которых интенсивность развития фитопланктона прямо связывается с положением слоя температурного скачка. И все же роль плотностной стратификации в продукционных процессах больше косвенная и опосредована следующими процессами:

– колебание соотношения глубины слоя температурного скачка и слоя освещенности, т. е. слоя вегетации фитопланктона, что определяет доступность биогенов для фитопланктона в фотосинтезирующем слое,

– появление условий для аноксии в придонных слоях водоема, что резко усиливает интенсивность внутренней биогенной нагрузки,

– снижение интенсивности вертикального перемешивания, способствующего выносу биогенных веществ из придонных к верхним освещенным слоям водоема.

Гидрохимические факторы. В первую очередь к ним относится внешняя биогенная нагрузка, под которой понимается приток биогенов в водоем с речным стоком. Она формирует уровень и распределение концентраций биогенных веществ – азота и фосфора – в водохранилище. Очевидная зависимость внешней нагрузки от условий формирования и колебаний речного стока связывает этот фактор с чисто гидрологическими воднобалансовыми характеристиками. Внутренняя биогенная нагрузка – результат выноса минеральных биогенных веществ из донных отложений, особенно интенсивно проявляющегося в периоды аноксии гиполимниона, наступающей обычно в конце летнего периода. К внутренней биогенной нагрузке можно отнести и поступление биогенов из мелководий в результате разложения затопленной растительности при повышении уровня.

Таким образом, поля биогенных веществ в водохранилище – следствие косвенного воздействия трех важнейших факторов – биогенной нагрузки (внутренней и внешней), динамики вод и плотностной стратификации в вегетационный период.

Основные прямые факторы первичного продуцирования.

Световые условия. Этот фактор определяется, главным образом, синоптическими условиями на водоеме и его водосборе в вегетационный период. Во время прохождения циклонов с интенсивным ветровым воздействием, вызывающим перемешивание водных масс и взмучивание донных отложений на мелководных участках, или при поступлении в водохранилище взвешенных веществ с водами дождевых паводков, световые условия становятся зависимыми от внутриводоемной мутности. Зависимыми световые условия могут оказаться также от интенсивности развития фитопланктона, тогда проявляется так называемый эффект самозатенения.

Температура воды. Прямое воздействие температуры воды на продукционные процессы обусловлено наличием определенных температурных диапазонов для различных групп водорослей.

Запас и распределение биогенных веществ в водоеме. Из биогенных веществ рассматриваются главные элементы, определяющие развитие фитопланктона в водоемах – фосфор, азот и для диатомовых водорослей – кремний. Величина именно общего запаса биогенных веществ оказывает существенное влияние на продукционные процессы из-за активных процессов регенерации минеральных соединений фосфора и азота, протекающих как в водной толще, так и на поверхности донных отложений. Наличие азота и фосфора – непременное условие вегетации клеток фитопланктона. Важно также их соотношение, определяющее смену доминирующих видов водорослей.

Биотические факторы продукционных процессов. Поскольку фитопланктон в экосистеме – один из элементов общей трофической цепи, его развитие контролируется рядом чисто биологических факторов. Важнейший из этих факторов – пресс более высоких трофических уровней, в первую очередь, мирного зоопланктона. Этот фактор может существенно ограничивать развитие фитопланктона и снижать продуктивность водоема. Второй по значимости биотический фактор – межвидовая конкуренция фитопланктона. Этот фактор, однако, имеет большее значение при изучении и общей характеристике фитопланктона, так как на общую продуктивность водоема конкуренция может и не влиять при близости физиологических характеристик отдельных видов водорослей. Наконец, еще один биотический фактор может иметь значение – физиологическое состояние фитопланктона, особенности которого проявляются, в первую очередь, при биогенном питании водорослей.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27