Введение к работе
Актуальность работы. Изучение структурной организации фитопланктона как первичного звена трофической цепи и ключевого элемента в процессах биотического круговорота и самоочищении вод может стать неотъемлемым аспектом в формировании теории прогнозов при мониторинговых наблюдениях в крупных водных экосистемах.
В результате строительства гидроэлектростанций на реке Енисей создается ряд уникальных глубоководных водохранилищ, каковым и является Красноярское. При этом изменяются условия обитания водных организмов, отражающиеся на структуре и функционировании биоценозов водоема и качестве вод, что обуславливает необходимость постоянного контроля за состоянием вод, познания закономерностей, управляющих биопродуктивными процессами в водоеме, и предвидения изменений в их режиме. Такие проблемы решает мониторинг - система режимных долгосрочных наблюдений с целью контроля за состоянием и изменением природной среды, происходящего под влиянием человеческой деятельности, анализ ее состояния и прогноз [Израэль, 1984]. В системе гидробиологического мониторинга, применительно к глубоководному Красноярскому водохранилищу, важной задачей остается выявить критерии оценки качества воды и состояния экосистемы по первичному апьгологическому звену.
Красноярское водохранилище, созданное на реке Енисей, относится к категории предгорных очень глубоких водоемов, с большой сработкой уровня, средним водообменом [Авакян, 1986], принимающим хозяйственно-бытовые, промышленные и сельскохозяйственные стоки. Специфика гидрологического режима глубоководного Красноярского водохранилища определяет особенности автотрофного звена и, прежде всего, его структурно-функциональных показателей.
Отмеченная выше актуальность в полномасштабном познании автотрофного звена крупного континентального водоема Красноярского водохранилища определила цель настоящего исследования.
Целью работы явилось изучение структурной организации и закономерностей пространственно-временной динамики фитопланктона крупного, глубоководного Красноярского водохранилища.
В связи с этим решались следующие задачи:
изучить качественный состав фитопланктона и его сукцессии;
выявить временную динамику фитоценозов в сезонном и межгодовом аспектах и факторы ее определяющие;
установить характер распределения и развития фитопланктона по акватории водохранилища и в толще вод;
выявить закономерности в развитии синезеленых водорослей как объектов ''цветения" воды;
оценить качество воды по сапробности водорослей;
- установить трофический статус Красноярского водохранилища по струк
турным показателям фитопланктона и величинам валовой первичной продукции
органического вещества.
Положения выносимые на защиту:
на Красноярском водохранилище по количеству зарегистрированных видов сформировался диатомово-зеленый-синезеленый комплекс: диатомовые - 116, зеленые - 80, синезеленые 29, золотистые - 5, пиррофитовые - 5, эвгленовые - 4 видов;
по количественным показателям фитопланктона определился диатомово-синезеленый комплекс с 30 массовыми видами, из которых комплекс диатомовых водорослей остается постоянным на протяжении 30-ти лет функционирования, а синезеленых - существенно трансформируется, что отражает динамику «цветения»;
показатели разнообразия снижаются к 30-му году функционирования, видовая структура фитопланктона упрощается;
- гетеротопность районов Красноярского водохранилища обуславливает
пространственно-временную динамику структурных показателей фитопланктона;
- по показателям фитопланктона зарегистрированы изменения качества воды
и трофического статуса как по акватории так и в межгодовом аспекте.
Научная новизна. Впервые по долговременным рядам наблюдений на Красноярском водохранилище проведен анализ межгодовой (1978-1999 гг.), сезонной (июнь-август 1982, 1992, 1997 гг.), натурный круглогодичный эксперимент (1994-1995 гг.) и пространственной (по плесам, районам, вертикали в толще воды) динамики структурной организации фитопланктона. Выявлены общие и специфические закономерности в развитии синезеленых водорослей как объектов "цветения" воды водохранилища. Впервые для Красноярского водохранилища обобщены данные по таксономическому составу, сукцессии, плотности (численности, биомассе) фитопланктона за период 8-30 гг. функционирования водохранилища. По величинам плотности, сапробности видов водорослей, величинам первичного продуцирования органического вещества фитопланктоном оценено качество воды и установлен трофический статус водохранилища.
Практическая значимость. Полученные данные по фитопланктону являются частью результатов экологического мониторинга Верхнеенисейских водохранилищ, на их основе в Красноярском государственном университете формируются сервисные базы данных "Биота". Работы проводились в рамках госбюджетной темы "Мониторинг гидробиологического режима и качества вод Верхнеенисейских водохранилищ", грантов Министерства образования Российской Федерации «Фундаментальные проблемы окружающей среды и экологии человека», «Университеты России - фундаментальные исследования», Американского фонда гражданских исследований и развития для независимых государств бывшего Советского Союза, грант №REC-002, программа "Фундаментальные исследования и высшее образование", хоздоговорных тем по заказу Ленгидропроекта "Разработка
проекта экологического мониторинга водной экосистемы зоны влияния Красноярской ГЭС" (1992-1993 гг.), Красноярского Краевого экологического фонда «Экологический мониторинг Красноярского водохранилища», Федерального государственного учреждения «Управления эксплуатации Красноярского водохранилища» по теме «Исследования состояния Красноярского водохранилища в системе государственного мониторинга поверхностных водных объектов».
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Всероссийской конференции "Многолетние гидробиологические наблюдения на внутренних водах: современное состояние и перспективы" (Санкт-Петербург, ЗИН РАН, 1994); Всероссийской конференции "Эколого-физиологические исследования водорослей и их значение для оценки состояния природных вод" (п. Бо-рок, ИБ ВВ РАН, 1996); Южно-сибирской региональной конференции студентов и молодых ученых "Экология Южной Сибири - 2000 год" (Абакан, 1997), научной конференции "Состояние водных экосистем Сибири и перспективы их использования" (Томск, Томский ун-т, 1998 г.), Международной конференции "Биоразнообразие и динамика экосистем северной Евразии" (Новосибирск, РАН, 2000).
Работа выполнена в Красноярском государственном университете на кафедре гидробиологии и ихтиологии.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 184 страницах машинописного текста, проиллюстрирована 25 таблицами, 13 рисунками и 16 приложениями. Список литературы включает 155 отечественных и иностранных источников.
