Введение к работе
Актуальность проблемы, ПериФитон является неотъемлемым структурным и функциональным элементом пресноводных экосистем. В малых и мелководных озерах, которые, как известно, преобладают на земном шаре, а также в прудах, старицах, реках, ручьях через пе-рифитонныи блок может идти значительный, а в некоторых случаях даже основной поток вещества и энергии. Велико значение перифпто-на в процессах формирования качества вод. Перифитон наряду с другими литоральными сообществами, аккумулируя биогенные элементы и загрязняющие вещества, в том числе и радионуклиды, поступающие в водоем, выступает в роли буфера, обеспечивающего устойчивость экосистемы к антропогенному воздействию. Однако перифитон остает-1 ся одним из наименее изученных компонентов контннетальных вод. До настоящего времени нет однозначной трактовки понятия "перифитон". Выделяются две основные точки зрения: 1) перифнтом - это экологическая группировка гидробионтов; 2) перифитон - это трофометабо-лический комплекс гидробионтов и мертвого органического вещества (детрита). В'первом случае перифитон представляется как элемент водной экосистемы одного ранга с планктоном, во втором - с сесто-ном. Приоритетность исследования перифитона как метаболического единства биоты и детрита была обоснована на Первом международном симпозиуме "ПериФитон пресноводных экосистем", проходившем в Швеции в 1982 г. Однако пока работы такого плана редки, а в странах СНГ практически отсутствуют.
В Беларуси перифитон до наших исследований не изучался. При существующей в республике экологической ситуации, характеризующейся повсеместным усилением антропогенного воздействия на водоемы и водотоки и радиоактивным загрязнением обширных территорий в результате аварии на ЧАЭС, очевидна не только научная значимость исследований перифитона. но и практическая ценность их для нужд Беларуси.
Цель работы. Характеристика структурной организации и Функциональных показателей перифитона, оценка его значимости в продукции органического вещества и миграции радионуклидов в озерных экосистемах.
Приведенные в работе данные относятся к микроперифитону. Накроперифитон с доминированием крупных животных и растительных
- г -
организмов (дреПссена. скопления нитчатых водорослей и др.) не анализируется. Внимание сосредоточено на перифнтоне, развивающемся на макрофитах - і .новном субстрате для обрастания в большинстве озер Беларуси.
Изучали интегральные показатели, характеризующие перифитон как трофометаболическое единство водорослей, бактерий, грибов. беспозвоночных животных и детр' а; детально исследогали водорослевую компоненту перифитона, аиболее обильно представленную в его живой Фракции и выполняют ,Я такую важнейшую функцию как новообразование органического ощества.
Конкретные задачи,исследования включали: оценку уровня количественного развития перифитона на макрофитах; определение его химического состава и энег "ііческой ценности, относительного содержания хлорофилла-а в перифитоне и его водорослевой компоненте; исследование водорослевой компоненты перифитона (видового состава, биомассы и их зависимости от вида макрофита-субстрата, а также среды сбитания последнего, структуры и ее изменений в сезонном аспекте и в процессе развития сообществ); изучение продукцислных характеристик перифитона и оценку его роли в новообразовании органического вещества и миграции радионуклидов в озерных экосистемах.
Научная новизна работы. Впервые в практике гидробиологических исследований в странах СНГ перифитон рассматривается как структурное и функциональное единство водорослей, бактерий, грибов, беспозвоночных и детрита. Впервые получены такие интегральные характеристики перифитона как время оборота его массы, знеріэтическая ценность, относительное содержание хлоро-Фнлла-а и углерода: показана важная роль перифитона в миграции радионуклидов в озерных экосистемах. Исходя из представления о перифитоне как о динамичной системе, вводится понятие "возраста", и все исследуемые характеристики рассматриваются относительно "возраста" перифитона, т.е. в процессе его развития. Работа является первым в Республике Беларусь исследованием перифитона как самостоятельного элемента озерной' экосистемы. Впервые для Беларуси пригодятся сведения по видовому составу водорослей перифитона. Обнаружено 19 новых для альгофлоры республики видов. Получены материалы, отражающие роль перифитона в биотическом круговороте озера Нарочь, что позволило существенно расширить представления о
механизмах Функционирования этой модельной экосистемы.
Практическая значимость работы заключается в том, что представленные в ней- материалы являются необходимыми элементами при оценке процессов биологического самоочищения и Формирования качества вод, организации экологического мониторинга и контроля за состоянием водоемов. Разработаны и внедрены в практику методы работы с химически инертными гибкими субстратами, существенно упрощающие исследования и обеспечивающие более высокую точность результатов. Рассчитан поток радионуклидов через перифитонные сообщества модельной озерной экосистемы - оз. Святское. Разработаны рекомендации по учету роли перифитона в рециклинге радионуклидов и процессах самоочищения воды от радиоактивного загрязнения.
Материалы диссертации используются в учебном процессе на ка-\ федре экологии Белорусского госуниверситета. Результаты изучения перифитона оз.Нарочь неоднократно использовались Белорусским центром контроля загрязнения природной среды.'
На зашиту выносятся следующие основные положения;' 1. Перифи-тон представляет собой трофометаболическое единство водорослей, бактерий, грибов, беспозвоночных и детрита и участвует в биотическом круговороте как единое, целое. 2. Все характеристики перифитона необходимо рассматривать относительно его "возраста", т.е. в процессе развития, поскольку для перифитона, в силу динамичности перифитали как биотопа, особое значение имеют сукцессионные процессы. 3. Продукция перифитона является важным каналом, обео-печивающим энергетический вход в такие водные экосистемы, как малые и мелководные озера, а также крупные глубоководные водоемы с хорошо развитой литоралью. 4. Перифитон играет важную роль в миграции радионуклидов в озерных экосистемах.
Личный вклад автора в выполнение работы. Материалы, положенные в основу диссертации, собраны, обработаны и проанализированы автором самостоятельно. Исключение составляет измерение содержания радионуклидов в перифитоне. выполненное вед.н.с. ПНИЛ гидроэкологии А.П.Павлютнным. и определение содержания азота и фосфора, выполненное ст.н.с. Т.В.Жуковой. Результаты совместных работ опубликованы. Неоценимая помощь оказана автору при сборе образцов перифитона с макроФнтов сотрудниками Лаборатории озероведения Белгосуниверснтета Б.П.Власовым и Г.С.Гигевич.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на
сессии Белорусского отделения ВГБО (Минск, 1982), конференции "Проблемы охраны и рационального использования природных ресурсов" (Минск, 19.4), конференции "Проблемы рыбохозяйственных исследований внутренних водоемов Северо-Запада СССР" (Петрозаводск. 1984), Всесоюзной школе-семинаре диатомологов (Минск, 1985), Всесоюзной конференции ""Зиологическая продуктивность Баренцева моря" (Мурманск. 1986* IX конференции молодых ученых Института озероведения (Ленинград, 1987), конференции "Итоги гидробиологических исследований і одных экосистем Белоруссии" (Минск, 1988), VIII Всесоюзном '/імпозиуме "История озер. Рациональное использование и охрана озррных водоемов" (Минск. 1989), XXIII конференции по изучению водоемов Прибалтики (Петрозаводск, 1991), Международной конференции "*.ука и медицина - Чернобылю" (Минск, 1993). семинаре Лаборатории Экологии Реки Саванна (США, 1994).
Публикации: по теме диссертации опубликовано 15 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав. гмводов и списка использованных источников. Работа изложена на 92 страницах машинописного текста, иллюстрирована 26 рисунками и 29 таблицами. Список использованных источников включает 225 названий, из которых Юі на иностранных языках. Общий объем рукописи составляет 214 страниц.
