Введение к работе
Актуальность темы.
Одной ив главных задач современной экологии и гидробиологии вляетсз иследование и оценка продуктивности естественных ssochc-ем. К наиболее актуальна задачач исследования фитопланктона сле-ует обнести изучение процессов потребления микроводорослянг раст-оренвых органических соединений (РОВ) и 0ЦЄЕК7 гетеротрофной сос-авлягсей в продукции фитсдланктонных сообществ (Вангерски, 1986; едоров, 1987; Федоров С СОЭВТ., 1Э88; Lewia, Lewin, I960 я др.). сследсзаяия в этой области показали, что в рамках традиционной одели трофической цепи фитопланктон не может Сыть адекватно пред-тавлзн единственным уровнем первичных продуцентов (Смирнов с CD-вт., 1389; Здоров, 1987).
Необходимость анализа и прогноза состояния естественных водах экосистем требует знания экологической роли групп организмоз, чествующих в процессах трансформации вешества и энергии. Исследо-зния фитопланктона последних лет существенно изменили представле-їя о его экологических функциях. Поэтому исследования продукішон-іх характеристик планктона, его взаимодействие с другими экологи-;скими группачи, механизмов формирования экологических структур зебуют разработки новых концепций и адекватных средств описания.
Цель и задачи исследования. Цель исследования - разработка зиншптзв изучения экологической структуры и функциональной орга-ізации фитопланктона на основе новых данных о продукционны! ха-іктеристиках фитопланктона Белого моря и разработки математгчес-а методов анализа данных. Основные задачи состояли в следущэм:
I). Исследовать значимость гетеротрофного метаболизма фите— іанктонз и оценить его роль в экосистеме Белого моря.
2). Предложить новый подход к описанию' экологической руктуры фитопланктона.
3). Разработать математические модели и методы анализа данных я адекватного описания экологической структуры и ее эксперимев-льного изучения в исследованиях экологии фитопланктона Белого ря.
4). Оценить роль функциональных групп планктона, в частности, коплакктона и бактериопланктона в процессах синтеза оргзническо-вещества в экосистеме.
5). Исследовать трофическую функцию зоопланктона в качестве биотического фактора, влияющего на развитие фитопланктона.
6). Разработать адекватное экологическое описание сезонного развития фитопланктона Белого моря на основе выделения и исследования экологических комплексов.
Объекты исследования. Объектами исследования послужили природные сообщества фитопланктона Белого моря, а также лабораторные культуры микроводорослей. Данные о природном фитопланктоне, использованные в работе, охватывают период исследований с 1963 г. по IS90 г.
Научная новизна.
На основе нового подхода к анализу экологической структуры фитопланктона исследованы основные закономерности функционирования природных сообществ фитопланктона. Получены количественные оценки значимости гетеротрофного метаболизма фитопланктона Белого моря, оценки фотосинтетическнх и гетеротрофных парциальных активностей массовых популяций фитопланктона, нсследозана трофическая функция фитопланктона, выявлены основные продуценты, участвующие в новообразовании органического веаества з Белом море. Изучеиа экологическая роль различных функциональных групп планктона в экосистеме Белого моря. Получены оценки вклада Оактериопланктона в фиксацию неорганического углерода. Исследована трофическая функция зоопланктона и получены оценки интенсивности его пиганил в летне-осенний период. Выделены и исследование сезонные комплексы, фитопланктона, что позволило дать качественно новее функциональное описание развития фитопланктона Белого моря. Разработанные модели и методы анализа данных характеризуются высокой обогостьЕ и могут применяться для исследования различных экологических структур. Предложенный подход составляет естественную основу для разработки имитационных моделей водных экосистем.
Теоретическое значение работы состоит в разработке нового подхода к описанию экологической структуры планктона, применение которого дозЕолило уточнить традиционные представления э развитии .глгопланктона Белого моря. Введенные понятия трофических функдлй рито-, бактерио- и зооплаиктсна, экологической структуры и экологического комплекса позволяет на незом уровне редить ряд оснезных проблем экологии фитопланктона.
Нрзктаческсе значение. Разработанные метода н полученные з
'І
работе результаты могут найти применение при анализе роли фсгго-шіанктонв в экосистемах и оценки продукции водоемов, а также при создании математических моделей водных экосистем. Предложенные модели нчесте с результатами анализа бользого массива экспериментальных данных могут быть использозаны в целях мониторинга и количественного и качественного прогноза изменений состояния водных экосистем.
Апробация работы. Результаты работы доложены на У Школе-семинаре "Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования" (Абрау-Дврсо, 1980), на IX Сколе по теоретической биологии (Дмитров, 1980), на X Школе по теории биологических систем (Черноголовка, 1981), на ХП, ХШ и ХУ Конференциях молодых ученых Биологического факультета МГУ (Москва, 1981, 1982, 1984), на Все сошной конференции "Промышленное культивирование микроводо-рослей (Ашхабад, 1985), на Всесоюзном совещании по экоинформвтике и экологическим базам данных (Москва, 1386), на Ш Конференции МГУ по проблемам Мирового океана (Москва, 1985), на Ш Научно-отчетной конференции Научного совета МГУ по проблеме "Взаимодействие человека и биоферы" (Красновидово, 1986), на Всесоюзном совещании по интеркалибрации методов изучения планктона (Клайпеда, 1987), на Ш регинальвой конференции "Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря" (Кандалакша, 1987), на научном семинаре Лаборатории качества воды Института водных проблем АН СССР (Москва, 1988), на научных семинарах кафедры гидробиологии Биологического факультета МТУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 37 печатных работ.
Структура и объем диссертации, диссертация состоит из введе-
шя, 7 глав, заключения и выводов. Работа изложена на страни-
