Продукционно-деструкционные процессы на Рыбинском водохранилище в
2000 году
Автор: Волкова Вера Дмитриевна,
Рыбинский естественно-научный
экологический центр
Научный руководитель: Фролова Галина Ивановна
г.Рыбинск
1.Введение.
Рыбинское водохранилище - один из обширнейших
искусственных водоемов. В настоящее время среди водохранилищ, созданных путем
затопления речных долин, оно занимает шестое место в мире по площади водного
зеркала. Рыбинское водохранилище - крупнейшая экосистема, среда обитания тысяч
видов живых организмов. Бездумное использование его человеком нарушает процессы
его развития, что может привести к деградации водоема. Восстановительные же
процессы протекают в водоеме очень медленно - десятками, сотнями лет. Отсюда
первоочередной задачей становится достижение оптимального соотношения между
использованием водоема человеком и сохранение в нем естественных процессов,
установление пределов допустимого воздействия хозяйственной деятельности
человека на водную экосистему. Определить эти пределы можно только хорошо зная
законы развития, изучая естественное состояние водохранилища во всем его
многообразии.
Целью проделанной работы было определить активность
продукционно-деструкционных процессов на Рыбинском водохранилище в 2000году. Ее
задачи - освоение скляночного метода определения содержания в воде кислорода,
определение интенсивности фотосинтеза и разложения органического вещества в
водоеме.
II. Обзор
литературы.
При оценке состояния водной среды продукционно -
деструкционные параметры растительных сообществ имеют ряд преимуществ по
сравнению с другими показателями. Растительные организмы быстро реагируют
первичной продукцией на изменение условий водной среды. Первичная продукция -
продукция органического вещества, образованного растительными клетками в
процессе фотосинтеза. Органическое вещество при этом становится пищей для
животных организмов разных трофических уровней, т.о. уровень первичной
продукции определяет уровень
биологической продуктивности экосистемы в целом. Первичная продукция и
деструкция являются также важными характеристиками состояния водоема в плане
оценки качества воды. Интенсивное продуцирование органического вещества при
массовом развитии фитопланктона приводит к эвтрофированию водоема.
III Методика
определения первичной продукции фитопланктона
и деструкции органического вещества.
Для определения первичной продукции и деструкции
разработан скляночный метод. В работе используются склянки из белого стекла с
притертыми пробками. Для определения деструкции светлые склянки заворачивают в
темные мешочки, чтобы в них не проникал свет. Кислородный метод позволяет
измерить первичную продукцию, деструкцию и, далее, рассчитать чистую и валовую
продукцию.
В точке отбора проб измеряют прозрачность воды. Пробы
отбираются батометром Молчанова до глубины утроенной прозрачности. Берется по
одному л с каждого горизонта (их обычно шесть - через каждые 0.5 метра от
поверхностного слоя). Вода с каждого горизонта сливается в ведро по стенке для
предотвращения насыщения воды кислородом из воздуха. Затем из смешанной воды
заполняются три склянки. Склянки при заполнении должны быть погружены в воду,
чтобы исключить попадание в них пузырьков воздуха. Две склянки оставляют на
сутки в специальном баке на судне, где температура воды поддерживается близкой
к измеренной в водоеме. Причем одну склянку подвешивают на поверхность бака,
чтобы она освещалась солнцем, а другую погружают в темный мешок и опускают на
дно бака - туда не должен проникать солнечный свет ( для исключения процесса
фотосинтеза ). В третьей склянке проба сразу же фиксируется : добавляется
поочередно 1 мл щелочного р - ра йодида калия. При этом в склянке происходит
взаимодействие в щелочной среде гидроокиси марганца с кислородом, растворенном
в воде. На дне склянки образуется осадок из йода, количество которого эквивалентно содержанию в воде кислорода и
учитывается титрованием р - ра тиосульфата. Осадок должен отстояться не менее
10 минут, затем в склянку добавляется 5мл р-ра соляной кислоты для его
растворения. Склянку закрывают пробкой и содержимое тщательно перемешивают.
Затем отбирают 50мл раствора и переносят его в коническую колбу объемом 250мл.
После производят его титрование до
светло-желтого цвета. Далее прибавляют 1мл свежеприготовленного р-ра крахмала и
продолжают титрование до исчезновения синей окраски. Объем ушедшего на
титрование тиосульфата записывают и затем используют для расчета кислорода.
IY.Результаты и их
обсуждение.
Для расчета первичной продукции фотосинтеза нами
использовались формулы из “Руководства гидробиологическому мониторингу
пресноводных экосистем”.Результаты расчетов представлены в Таблице1.
Далее для каждого пункта отбора выписывались ежемесячные
данные по продукции массовой Рм и деструкции D в мг орг.в-ва/ л в сутки, рассчитывались их средние значения по
пунктам и для всего водохранилища. Затем из гидрологических таблиц брались
данные по уровню воды, объемам воды и площади зеркала водохранилища на дату
отбора пробы. Эти данные используются для перевода Рм и D в т/сутки. Результаты расчетов
представлены в Таблице 2.
Измерение суточной продукции фотосинтеза фитопланктона и
деструкции органического вещества производились в 2000 году на 5 станциях
Рыбинского водохранилища :д. Коприно, c. Брейтово ( 1-я вертикаль ),с. Брейтово
( 3-я вертикаль, зат. д. Наволок ),п. Переборы,д. Волково.
Наблюдения проводились 1 раз в месяц, с мая по октябрь. В
районе д.Волково пробы отбирались лишь 3 раза за навигационный период.
Определение продукции фотосинтеза и деструкции органического вещества
производилось методом Винберга. Склянки экспонировались в специальном баке на
палубе судна при естественном освещении. Температура в баке поддерживалась
близкой к наблюдаемой в водоеме.
Величина суточной продукции фотосинтеза на Рыбинском
водохранилище колебалась от 0,57 до 2,84 мг О2/л сутки, деструкции –
от 0,28 до 1,42 мг О2/л сутки. Наиболее продуктивным определялся в
2000 году участок водохранилища в районе д.Коприно, где средняя интенсивность
продукции в сутки составила 1,61 мг О2/л. Продуктивность была
обеспечена в мае и августе диатомовыми и сине-зелеными водорослями, давшими
здесь высокие приросты численности и биомассы.
Суммированием суточной продукции и деструкции отдельных
станций определялись суммарная среднесуточная продукция и деструкция
органического вещества всего водоема за каждый месяц.
По полученным данным строились графики, отражающие ход
процессов фотосинтеза и деструкции органического вещества за весь период
вегетации.
YI. Выводы.
В сезонном ходе
продукции фотосинтеза фитопланктона прослеживается 2 максимума. Майский пик невелик.
Его обеспечили, как обычно, диатомовые водоросли, формирующие в это время года
биомассу фитопланктона. Второй пик продукции зафиксирован не в июле, как обычно, а в августе. В его
образовании участвовали, в основном, также представители диатомовых. Далее
процесс фотосинтеза идет на спад, не образуя обычного осеннего пика.
Деструкционные процессы в мае - июне 2000 года происходили
более активно, чем продукционные, что видно из графика. Это можно объяснить
поздней затяжной весной с низкими температурами воды. Здесь также отмечено 2
пика: майский и августовский. В
августе деструкционные прцессы идут менее активно, чем продукционные.
YI. Заключение.
При изучении литературы по продукционно-деструкционным
параметрам на Рыбинском водохранилище за предыдущие годы нами обнаружено: 1.
снижение в 2000 году активности процессов фотосинтеза и деструкции, 2.
отсутствие 3-го осеннего пика процессов, 3. преобладание процессов разложения
органики над фотосинтезом в мае-июне, что, возможно, связано с холодной затяжной
весной и прохладным дождливым летом, а также невысоким прогревом воды.
Материалы исследований будут использованы в " Ежегоднике качества
поверхностных вод по гидробиологическим показателям на территории деятельности
Верхне-Волжского УГМС в 2000 году", выпускаемом Рыбинской
гидрометеорологической обсерваторией.
