Введение к работе
Актуальность проблемы. Огромная роль в развитии Сибири принадлежит рекам. Они являются носителями гидроэнергии, используются, для развития рыбного хозяйства, служат источником водоснабжения. Обострившаяся экологическая обстановка на реках требует долгосрочных наблюдений за изменением состояния природной среды, вызванным антропогенными факторами, своевременного диагноза и прогноза. В комплексных разработках научных основ управления водными экосистемами видное место занимают исследования фитопланктона, как первого звена трофической цепи, которое во многом определяет структуру и функционирование водной экосистемы в.-целом. Фитопланктон Оби' играет огромную роль как создатель первичного органического вещества и как фактор формирования качества воды. Фитопланктон чутко реагирует на изменение экологических условий, его продукция определяет трофический уровень водоема, а .состав и і обилие, характеризуют санитарное состояние. Как известно, водоросли выступают в качестве биологического индикатора и способны фиксировать незначительные изменения в экосистеме, не обнаруживаемые другими методами исследований. Все это определяет повышенный интерес к,исследованию данной группировки гидробионтов. Сибирь в альгологическом отношении изучена слабо. Это касается и одной из крупнейших рек планеты - Оби. По своим природным условиям Обь неоднородна. Крупные соры, обилие перекатов, множество притоков, особенно в среднем и нижнем течении, различаются по особенностям состава планктонных водорослей, уровню развития, пространственному распределению, специфике сезонной и межгодовой динамики. Для познания вопросов, связанных с функционированием экосистемы Оби во временном аспекте, крайне важно знать, как работает ее первичное звено - фитопланктон. Знание видового состава водорослей планктона, их количественного развития по сезонам и межгодовой динамики необходимо для оценки качества вод реки при использовании ее в водоснабжении и рыбном хозяйстве.
Цель и задачи исследования. Цель работы - адьгофлористическая и пространственно-временная характеристики фитопланктона Оби и оценка сапробиологического состояния реки. Для решения этой цели были поставлены следующие задачи: выяснение состава фитопланктона, особенностей его структуры, экологического, географического анализов видов данного сообщества, происхождения и развития аль-
тофлоры Сибири; определение биологии доминирующа видов, сезонной и.межродовой динамики численности, биомассы фитопланктона различных участков реки; оценка качества вод Оби на основе количественного развития водорослей-индикаторов сапробности.
Защищаемые положения: На защиту выносятся следующие положения: I. Видовой состав и структура сообществ обусловлена эколого-историческими причинами. 2. Диатомовые водоросли являются своеобразным маркером: на основании их анализа можно охарактеризовать основные направления происхождения и развития альгофлоры. 3. Разнообразие экотопов в различных участках реки определяют пространственную неоднородность фитопланктона. 4. Трансформация структуры фитопланктона - результат эвтрофирования вод.
Научная новизна: Впервые проведено обобщение материалов исследований по фитопланктону Оби. Выявлен состав фитопланктона реки ( 905 видов, разновидностей и форм ) и составлена сводка, содераадая сведения об эколого-географических особенностях видов. Впервые для реки указываются 40 видов, 9 разновидностей и 3 формы, новыми для флоры Западно! Сибири являются 26 видов,' 4 разновидности и I форма, для I вида и I разновидности Обь - пока единственное местонахождение в бывшем СССР. Впервые для Сибири указаны основные направления возмоаного происхождения и развития одной из важнейших групп водорослей. Впервые для Оби изучены особенности состава, биология доминирующих видов обского фитопланктона. По широкой сетке створов впервые проведены режимные съемки планктона Оби, в результате которых установлены особенности распределения, сезонной и межгодовой динамики планктонных водорослей. Применение количественных методов позволило дать сравнительную оценку сапробности Оби. Впервые для реки приводится список водорослей-индикаторов сапробности, анализируются сезонные и.годичные флуктуации уровня сапробности обследованной акватории.
Практическая ценность: Полученные данные по фитопланктону Оби необходимы для успешного решения как научных, так и практических
-* з -
задач. Данные по видовому- составу могут использоваться при написании Определителей водорослей России и Сибири. Количественная характеристика фитопланктона дает научную основу для разработки схемы рационального использования природных ресурсов Оби. Проведенные исследования позволяют сделать заключение о качестве вод (выявить наиболее загрязненные участки реки, на которых необходимо проведение водоохранных мероприятий), оценить современное состояние фитопланктона Оби и дать прогноз его изменения в перспективе.
Апробация работы. Материалы и результаты работы обсуждались на семинарах Лаборатории низших растений и заседаниях Ученого Совета Центрального сибирского ботанического сада РАН, на Отчетной научной сессии ЦСБС СО РАН (1995), на сессии научного координационного Совета ботанических садов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1984), 'на 2чл Всесаюзном совещании "Моделирование и прогнозирование изменений природных условий при перераспределении водных ресурсов (Новосибирск, 1987), на У-УІ Всесоюзных Гидробиологических съездах (Тольятти, 1986; Мурманск, 1991), на У Всесоюзном совещании лимнологов (Иркутск, 1981), на X Всесоюзном симпозиуме "Биологические проблемы Севера" (Магадан, 1983), на международной конференции "Экологические проблемы бассейнов крупных' рек" (Тольятти, 1993).
Личный вклад. В основу положены материалы десятилетних собственных исследований автора в составе экспедиций СО РАН и ЦСБС СО РАН.
Публикации. По теме диссертации автором опубликованы 34 работы (из них 9 в соавторстве).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, девяти глав и выводов, изложенных на 249 страницах машинописного текста. Список литературы включает 371 наименование (338 - отечественных и 33 - иностранных авторов).