ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Бикбулатова Е. М. Оценка масштабов седиментации органического вещества фитопланктона в Рыбинском водохранилище из "Органическое вещество донных отложений волжских водохранилищ" Рассмотрены два способа оценки степени разложения органического вещества (ОВ) фитопланктона в водной массе Рыбинского водохранилища. Показано, что около 40 % ОВ образующейся при отмирании водорослей взвеси могут принимать участие в формировании ОВ донных отложений. [c.16] Имеются различные оценки доли органического вещества (ОВ) фитопланктона, способной подвергаться разложению непосредственно в воде задолго до достижения отмершими организмами дна водоема, и, тем самым, масштабов седиментации за счет рассматриваемого источника. Согласно расчету С. И. Кузнецова [И], проведенному по химическому составу водорослей и иловых отложений 03. Белого в Косине, в 12-метровом водном столбе распадается около 90 % продуцируемого фитопланктоном органического вещества. По данным Оле [20], в озерах с глубинами менее 10 м минерализуется около 85 %, а со средней глубиной более 20 м до 99 % синтезированного вещества. Таким образом, существует прямая связь между глубиной водоема и степенью минерализации ОВ. В водной толще мезо- и эвтрофных водоемов, по другим данным [8, 12], нацело разрушается от 40 до 75 % ОВ, образованного в результате жизнедеятельности первичных продуцентов. Поскольку валовая продукция фитопланктона в водоемах замедленного водообмена обычно составляет преобладающую статью приходной части баланса взвешенных органических веществ, то в зависимости от принятого для дальнейших расчетов значения деструкции ОВ в воде вычисленные темпы осадконакопления могут различаться в 2 раза и более и не стыковаться с прямыми измерениями. [c.17] В мелководном (средняя глубина 5—6 м) с большой площадью водного зеркала Рыбинском водохранилище частые ветры различного направления создают высокую гидродинамическую активность водных масс. Происходит практически постоянное перемешивание водной толщи, взрыхление верхнего слоя ила и возврат в воду остатков неразложившегося фитопланктона. Основываясь на фактах подобного рода, Ю. И. Сорокин [19] полагал, что почти весь отмирающий планктон должен минерализоваться в самой водной толще, не пополняя донные отложения усвояемыми ОВ. Эта гипотеза подкреплялась ссылкой на большие незаиленные площади дна и бедность бентоса в центральной части водохранилища в 60-е годы. [c.17] В настоящей работе предпринята попытка двумя способами оценить седиментацию свежеобразованного детрита. Первый способ базируется на анализе собственных экспериментальных данных по бактериальной трансформации ОВ фитопланктона. При длительной экспозиции ( I) год в аэробных условиях и температуре (20 2) °С степень минерализации ОВ отмерших синезеленых и диатомных водорослей, собранных на Рыбинском водохранилище, составила 80 % [18]. Анализ кинетики процесса бактериальной деструкции ОВ привел к необходимости рассматривать в исходном материале две, различающиеся по скоростям распада, фракции — легкоразлагаемую (лабильную) и относительно трудно-разлагаемую ( стабильную ) [4]. Количество последней составляет 40—45 %, остальная часть приходится на долю лабильной фракции, распад которой при температуре 20°С заканчивается за первые 25—30 сут эксперимента. В последующие сроки продолжается медленное разложение только трудноокисляемых компонентов. Из минерализовавшихся за годичный срок 80 % ОВ примерно 60 % приходится на долю лабильной фракции, а около 20 %, связано со стабильной компонентой . [c.18] Опыты подобного рода моделируют суммарные процессы деструкции ОВ, т. е. происходящие одновременно как в жидкой, так и твердой фазах микрокосма или природной экосистемы. Поэтому априори можно полагать, что степень разложения только в одной водной фазе будет заметно ниже 80 % и в донные отложения может поступать более 20 % фотосинтезированного органического вещества (в случае отсутствия существенной трансформации детрита зоопланктоном). [c.18] Совпадение (точнее, близость) возможного времени пребывания свежеобразованного детрита в водной толще со временем, потребным для полной деструкции его лабильной компоненты, свидетельствует о том, что реальная степень микробиального разложения органического вещества фитопланктона в конкретных условиях Рыбинского водохранилища должна быть существенно меньше принятого значения 90 % Даже с учетом одновременно проходящей минерализации части стабильной фракции за осенний период она, по всей вероятности, не может превысить 60 % остальная масса ОВ поступает в донные отложения, где претерпевает относительно медленную трансформацию. Летом более высокая температура могла бы способствовать более полной минерализации ОВ в водной толще, однако штилевая погода, господствующая в это время, и небольшие глубины приводят к относительно быстрому прохождению свежих частиц детрита через водную толщу. В результате в донные отложения поступает органическое вещество в количествах, вряд ли существенно отличающихся от 40 % исходной продукции фитопланктона. [c.19] Другим способом оценки доли детритных частиц планктонного происхождения, достигающих дна водоема, является рассмотрение материального баланса взвешенного органического вещества ВОВ). [c.19] Расходную часть баланса составляют сброс через Рыбинский гидроузел, деструкция в водной толще и седиментация. В случае отсутствия данных по седиментации возможно включение известных составляющих — деструкции и аккумуляции в донных отложениях. Рассмотрим некоторые статьи баланса. [c.20] Валовая продук- 762 7 Деструкция 406 46,6. [c.21] Данные лаборатории микробиологии. [c.21] Разность между известными и рассмотренными выше приходными и расходными статьями баланса дает величину, которая характеризует масштабы деструкции взвешенного органического вещества в водной толще. Она составляет 46.6 % общего поступления взвешенного ОВ в водоем и 53 % валовой продукции фитопланктона. [c.22] Таким образом, по нашим подсчетам, около 50 % ВОВ из различных источников не будет подвергаться деструкции в воде, пополняя запасы ОВ донных отложений (часть сбрасывается чере , гидроузел). [c.23] Как следует из баланса (см. табл. 2), в водной толще Рыбинского водохранилища разлагается 406 тыс. т органического вещества (по углероду). Если пренебречь небольшой долей участия в деструкционных процессах ВОВ, стойкого к микробиальному воздействию, то эта величина составит 53 % валовой продукции фитопланктона. С учетом того, что часть свежесинтезированного ВОВ сбрасывается через гидроузел в нетрансформированном виде, степень минерализации ОВ фитопланктона в водной массе будет несколько выше и составит около 60 %, а не 90 %, как принималось, ранее [16]. Остальная его часть достигнет дна и подвергнется дальнейшим преобразованиям уже в составе иловых отложений. О значительном поступлении в донные отложения остатков отмершего фитопланктона свидетельствует высокая среднегодовая деструкция ОВ в илах как в 1981 г. (28% исходной первичной продукции), так и в предыдущие годы [7, 14], а также возрастание заиленных площадей водохранилища [9]. Появление максимума деструкции в илах в октябре 1981 г. [7] непосредственно вслед за массовым отмиранием водорослей, прямо указывает на масштабность поступления их неразложившихся остатков в седименты. Здесь следует-подчеркнуть, что рассчитанная по балансу степень минерализации свежесинтезированного ОВ ( 60%) очень близка к той, которая получена нами на основании детального анализа экспериментальных данных по трансформации органического вещества фитопланктона. То, что два независимых подхода к оценке одной и той же-составляющей баланса ВОВ приводят практически к одинаковому результату, свидетельствует об отсутствии существенных ошибок в расчетах. [c.23] Таким образом, в формировании грунтового комплекса Рыбинского водохранилища может принимать участие по крайней мере-40 % валовой продукции фито1планктона, а не 10 %, как гипотетически предполагалось в более ранних работах. [c.23] Изменение химического состава воды и взвесей при распаде органического вещества фитопланктона в аэробных условиях//Микробиологические и химические процессы деструкции органического вещества в водоемах. Л., 1979. [c.24] Проведены определения интенсивности темновой ассимиляции СОг и суммарной деструкцди органического вещества в грунтах волжских и камских водохранилищ, а также некоторых озер разного уровня трофии. Выявлено влияние отдельных экологических факторов на интенсивность и направленность микробиологических процессов в грунтах. [c.24] Вовлечение углекислоты в клеточный биосинтез — одна из универсальных функций микрофлоры, поэтому определения интенсивности бактериальной фиксации СОг в водоемах крайне важны для решения ряда гидробиологических вопросов, в частности для оценки функционального состояния микробиального сообщества того или иного биотопа. Сходной по универсальности является интегральная характеристика участия этого сообщества в процессах распада органического вещества — суммарная деструкция. [c.25] Целью настоящей работы было определение интенсивности темновой ассимиляции СОг в сопоставлении с особенностями деструкционных процессов в грунтах водохранилищ Волго-Камского каскада и ряда озер, различающихся по уровню трофии, гидрологогидрохимическому режиму и по степени антропогенного воздействия. [c.25] Исследования проводили в основном в летний период. В августе 1975 г. была осуществлена первая съемка на водохранилищах Горьковском, Куйбышевском, Камском и Воткинском, а также в ряде точек незарегулированных участков Волги и Камы. В июне—июле того же года обследовали некоторые озера юго-восточной части Латвии, а в 1983 г. — группу небольших и мелководных водоемов, относящихся к Северо-Двинской водной системе. [c.25] Вернуться к основной статье