Введение к работе
Актуальность проблемы. Превращение энергии и круговорот веществ в экосистемах определяется первичной продукцией и ее потреблением на разных уровнях трофической цепи. Поэтому в экологических исследованиях количественная оценка фотосинтеза имеет большое значение.
В океане подавляющая часть первичной продукции (ІШ) синтезируется микроводоросляш - фитопланктоном (Кобленц-Мишке, Ведерников. 1977). Известно, что фитопланктон является первичным накопителем и одним из важнейших переносчиков загрязнений таких, например, как тяжелые металлы.
Однако используемые на практике методические приемы получения
количественных оценок продукционных характеристик фитопланктона
весьма трудоемки и отличаются рядом ограничений. Поэтому в
последнее время все большее распространение получают методы,
основанные на измерении флуоресценции хлорофилла
(Falkowskn .Kolber. 1995', КарабаШЄВ. 1996 ), ФлуорЄСЦЄНТННЄ МЕТОДЫ,
благодаря высокой чувствительности, позволяют быстро получать ин
формацию о фотосинтезе без предварительной концентрации проб воды.
Большой интерес представляет метод регистрации замедленной
флуоресценции (ЗФ) водорослей, возникающей в ходе обратных реакций
рекомбинации первично разделенных зарядов в фотосинтетических
реакционных центрах (маїкіп. 197 7,Веселовский .Веселова. 1990,
Маторин. 199?.). Интенсивность ЗФ клеток пропорциональна
концентрации реакционных центров фотосистемы 11 с разделенными
зарядами (Amesz.van Gorkom. 1978). Последняя в свою очередь
определяется скоростью переноса электронов в
электронно-транспортной цепи. Поэтому разработка методических подходов и аппаратуры на базе ЗФ представляется весьма важной для изучения фотосинтетической продуктивности водных экосистем,
Цепь и задачи исследования. Целью данной работы являлось выявление закономерностей, связывающих параметры ЗФ и продукционные характеристики морских микроводорослей; и на этой основе разработка практических рекомендаций по использованию ЗФ в гидробиологических и токсикологических работах. Для достижения
поставленной цели решались следующие задачи:
1. Разработать аппаратуру и методы определения продукционных
характеристик фитопланктона с использованием ЗФ хлорофилла.
2. Исследовать связь параметров ЗФ и продукционных
характеристик морских микроводорослей в культуре и природных
популяциях фитопланктона и перифитона при антропогенных
воздействиях.
3. Исследовать возможность использования ЗФ для изучения
распределения фитопланктона и его ПП в различных гидрологических
условиях.
Научная новизна. Впервые проведены комплексные исследования по изучению связи между ЗФ, концентрацией пигментов и ПП сообществ фитопланктона в различных районах Мирового Океана, в том числе олиготрофных. Определялся суточный ход ЗФ, отношений ЗФ к концентрации пигментов и ПП фитопланктона. На основе полученных результатов разработаны метод для определения ПП в столбе воды с помощью регистрации ЗФ и устройство для его осуществления (а.с№ 1235008 от 1986г). Предложено использовать декамиллисекундную компоненту ЗФ для выявления тяжелых металлов и других загрязнений в природных и сточных водах. Разработан экспресс-метод определения эффективности защиты поверхностей от обрастания, основанный на регистрации ЗФ перифитона (а.с№ 1382851 от 1987г).
Практическая ценность. Результаты экспериментальных работ по определению ПП и распределению фитопланктона методом ЗФ использовались в биогеохимических исследованиях эстуарных зон и открытых районов Мирового Океана,' проводимых в Тихоокеанском океанологическом институте. Этот метод применен в отделе геохимии океана ТОЙ ДВО РАН, а также внедрен в Тихоокеанском институте рыбного хозяйства и океанографии. Экспресс-метод оценки эффективности защиты поверхностей от обрастания, основанный на измерении ЗФ перифитона, внедрен на Станции коррозии Института Химической Физики АН РАН. Метод биотестирования с использованием различных компонент ЗФ микроводорослей может быть использован для оценки влияния загрязнения на ПП и прогнозирования отдаленных последствий загрязнения морских экосистем, а также для контроля степени очистки сточных вод промышленных предприятий.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были были представлены на 4 Всесоюзной конференции "Мировой океан", г.Владивосток, 1983 г. 5 съезде Всесоюзного гидробиологического общества, г.Тольяти, 1986 г.; Симпозиуме специалистов стран-членов СЭВ "Комплексные методы контроля качества природной среды",г.Москва, 1986 г.; 3 съезде советских океанологов, г.Ленинград, 1987 г.; 3 Всесоюзн. конференции по морской биологии, г.Севастополь, 1988 г.; Расширенном семинаре отделения физики океана ТОЙ ДВО РАН, г.Владивосток, 1993 г.; Семинаре кафедры гидробиологии Биологического факультета МТУ, Г.Москва, 1993 Г.; 45 th Arctic conference "Bridges of the science,..", Vladivostok, 1994; 12 th International Symposium on Okhotsk Sea & Sea ice, Mombetsu, Hokkaido, Japan, 1997.
Публикации.По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из
