Введение к работе
Актуальность проблеми. Вопроси изучения структуры и динамики водных экологических систем стоят в ряду важнейших проблем не только экологии, но и естествознания в целом, что определяется исключительной значимостью указанных объектов для жизнедеятельности человека. В месте с тем следует отметить недостаточную разработанность в настоящее время методов и подходов моделирования водных экосистем., .". .':':.: .;-./- '-\'.',':\> ~:::'.:-^'<;%i:s^:s;.-:-i--/S-;'--';.': '
Одним из приоритетных направлений исследований в указанной области является изучение фундаментальных проблем моделирования водных экосистем, связанных с пониманием тонких механизмов функциони-рованйяакваценозов: выяснение роли механизмов приспособленности и их влияния на живучесть биологических Популяций; разработка модельных схем, позволяющих учитывать эти механизмы в изучении процесса продуцирования. ';.:;./';:,. ;':/:: :}^''У\:'у-;-^'^ ''^^'у'-''. '.'. В свою очередь, правильные представления о величине создаваемой первичной продукции 41111)-и факторах, we определяющих, являются важнейшими предпосылками рационального, доися» ny-ref! повышения Зиопродуктивности водоемов» :../; '''}' ''-'^У-'
Основная доля ПП в глубоководных щъшстттх создается влаго-: ;;аря функционированию фтітопяатгтаии^лсоотіществ; «оторве, в конеч- : юм счете, поддерживают еущестаоюатае, всех морских ливотных.
Для понимания глатік, механизмов Шшогтястг продуцирования
«обходимо изучить закономерное!» распределения фитопяантстонных
сообществ и проанализировать особенности жизяеийога цикла.тех групп .
юдорослей, которые являются основными представителями этих сооб-
іеств. /."-' ."-.'.; : .;\ ;.>-.-"v:v-:'v>:\;-'..У^Я^й^-Ч/'':' - -' '
. В субарктических, субантарктических и умеренных широтах' циато-ювые водоросли составляют большую,часть фитопланктона (70-Ш %). Іозтому для адекватного описания процесса, продуцирования в этих іайонах необходимо проанализировать» во-первых, особенности жиз- . іенного цикла диатомовых водорослей, во-вторых, механизмы функци- 'Нирования их сообществ. Эти прикладные, вопросы приобретают особую-. О ктуальность в связи, сосвоением и эксплуатацией Северного морское-<:
О ПУТИ. .'.;'' -.."./''Ч: '''..-; " ' Чг
- -'Цельі тл задачи исследования. Предложить комплекс математических, ЧЧ-одёлей-доя описания первичного круговороту в рдодных М9Р**Ц 'fjff* Ч' а4о?ать:.катеыагическое обеспечеіШ Шб) Для'' реализации- предложен^ -.
ных моделей, которое применить для исследования сезонной динамики и пространственного распределения фйтопланктонных сообществ и гидрохимических характеристик Карского моря.
Научная новизна. Проведен анализ, системы "диатомовые водорос~ ли-крємний". Разработана модельная схема, круговорота кремния, учитывающая биологические особенности жизненного цикла диатомовых водо рослей. На основе этой схемы предложена и численно-аналитически исследована математическая модель, описывающая динамику диатомовых водорослей и биогенных элементов» Г л-у
Приведено сравнение результатов моделирования, полученных на основе ранее существующего и предложенного в данной ра оте подходов к описанию круговорота кремния.:.
Сформулирована гипотеза о возможных ситуациях лимитирования кремнием развития диатомовых водорослей в холодных водоемах. В данном случае под "лимитированием" понимается возникновение таких ситуаций .связанных с биологическими особенностями диатомовых водорослей,когда содержание кремния в фотическом слое становится основным фактором,сдерживаощим их развитие в период цветения .
Сделана попытка объяснить возникновение мелозирных лет в-озере Байкал (наряду с гидрологическими факторамі?у особыми механизмами жизненного цикла диатомовых водорослей - ауксо- и спорообразованием
Рассмотрены механизмы приспособленности диатомовых водорослей: регулирование скорости потопления;; образование покоящихся стадий- в ответ на ухудшение условий среды обитания; сохранение спор во 'льду. Как показывает анализ литературы, при исследовании продукционных процессов этим'механизмам уделяется недостаточное внимание, поэтому предложен способ математической формализации'механизмов приспособленности. Сформулированы и проверены гипотезы эффективности рассматриваемых механизмов регулирования жизненного цикла водорослей, определена стратегии популяций диатомовых водорослей,
рратичвеко є знач єни е.Полтченные результаты являются теоретической основой для решения ряда конкретных задач. В первуз очередь к ним относятся задачи прогнозирования .состояв я фонового гидрохимического режима водной экосистемы, связанные с проблемой айгродо-г;іиной деятельности, Важными направлениями применениями ДаННЫХ исс^ лое-чл/.й явится, во-первых, аналиа лимитирующего элемента при раз-[,абогко '..ьрбпрк/ітйй'do снижений эвтрофирования водоема; во-вторых, чоі.-.'і-.доваішн сущьсскй/^иїрилмгетона^;:проявляющихся, например, в
-5 -,"-'
эредовании №% с низкой и высокой биомассой диатомовых водорослей; третьих, для расчета ПП, создаваемой в водоеме.
Создано МО для реализэдиа предложенных моделей. МО применено ш исследования се-онной динамики и пространственного распределе-ія фитопланктонных сообшеств и гидрохимических характеристик Кар-сого моря* Проведены модельные расчеты П/Б - коэффициента и ПП, сдаваемой в Карском море.
Апробация работы «Материалы диссертации докладывались на Все-иозных ішолах-семинарах по математическому моделированию в проблеме рационального природопользования И.987, 1989 гг., Новороссийск), >. семинарах отдела Математических методов в экономике иэкологии И и ЇМ ГРостов-на->Дону» ІЄ87-196І гг. ), на Ш съезде советских :еанологов (Ленинград* 1987, г.) » На Всесоюзной научной кон]?ерен-ш молодых ученых и специалистов (Мурманск, 1990 г.). Кроме того, 'дельные разделы обсуждались со специалистами Ботанического инсти-та имаВ.Л. Комарова, ТИНГО, іШа..';і;.':; ЛУйМЕШЖ'По теме диссертации опубликовано 12 работ. -
Структурами..66. Диссертация состоит из введения, грех глав, водов, списка литературы и приложений. Работа включает 198 стра-ц, имеется 16 таблиц и 58 рисунков. В список использований лите-туры входит 102 Наименования.
