Абиотические факторы и их роль в развитии фитопланктона Нижней Волги

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

По данным полевых наблюдений в период летней межени в годы с разными термическими условиями и водностью (2015–2020 гг.) рассмотрена межгодовая изменчивость абиотических характеристик и содержания хлорофилла Нижней Волги. Температура, прозрачность, цветность и электропроводность воды характеризуются небольшой вариабельностью и демонстрируют изменения с севера на юг согласно зональным особенностям волжского каскада. Среднее содержание биогенных веществ (0.81–0.99 мг/л Nобщ и 101–134 мкг/л Pобщ) незначительно меняется в Саратовском и Волгоградском водохранилищах, но снижается на незарегулированном нижнем участке р. Волги. Содержание N-N\({\text{O}}_{3}^{ - }\) и P-P\({\text{O}}_{4}^{{3 - }}\) в общем фонде азота и фосфора достигает 4–9 и 69–74% соответственно, отношение Nобщ/Pобщ< 10 указывает на возможное азотное лимитирование фитопланктона. Содержание Хл a соответствует мезотрофной категории в Саратовском и Волгоградском водохранилищах (5.3 ± 0.6 и 7.2 ± 0.9 мкг/л) и эвтрофной на нижнем участке (13.9 ± 1.5 мкг/л). Трофический статус Нижней Волги не изменился по сравнению с последним десятилетием XX в. Установлено, что абиотические факторы оказывают слабое влияние на содержание Хл а в Саратовском водохранилище, умеренное в Волгоградском и почти полностью контролирует развитие фитопланктона незарегулированного нижнего участка р. Волги (R2 = 0.21, 0.59 и 0.91 соответственно). Полученные данные дополняют наблюдения предыдущих лет и составляют основу многолетнего мониторинга экосистем крупных искусственных водоемов.

Об авторах

Н. М. Минеева

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: mineeva@ibiw.ru
Россия, Некоузский р-н, Ярославская обл., пос. Борок

С. А. Поддубный

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Email: mineeva@ibiw.ru
Россия, Некоузский р-н, Ярославская обл., пос. Борок

И. Э. Степанова

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Email: mineeva@ibiw.ru
Россия, Некоузский р-н, Ярославская обл., пос. Борок

А. И. Цветков

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Email: mineeva@ibiw.ru
Россия, Некоузский р-н, Ярославская обл., пос. Борок

Список литературы

  1. Авакян А.Б., Салтанкини В.П., Шарапов В.А. 1987. Водохранилища. Москва: Мысль.
  2. Алисов Б.П. 1956. Климат СССР. Москва: Наука.
  3. Беспалова К.В. 2018. Анализ экологического состояния Саратовского и Куйбышевского водохранилищ // Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики: Матер. XV Межд. науч.-практ. конф. Т. 1. Тольятти: Волжский ун-т им. В.Н. Татищева. С. 150.
  4. Беспалова К.В. 2019. Сезонная изменчивость качества воды Саратовского водохранилища // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. Т. 28. № 2. С. 258.
  5. Булгаков Н.Г., Левич А.П. 1995. Биогенные элементы в среде и фитопланктон: соотношение азота и фосфора как самостоятельный фактор регулирования структуры альгоценоза // Успехи соврем. биологии. Т. 115. № 1. С. 13.
  6. Волга и ее жизнь. 1978. Ленинград: Наука.
  7. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Общее резюме. 2014. Москва: Росгидромет.
  8. Герасимова Н.А. 1996. Фитопланктон Саратовского и Волгоградского водохранилищ. Тольятти: Ин-т экологии Волжск. бассейна РАН.
  9. Гидрометеорологический режим озер и водохранилищ СССР. Куйбышевское и Саратовское водохранилища. 1978. Ленинград: Гидрометеоиздат.
  10. Головатых Н.Н., Галушкина Н.В. 2014. Сток биогенных веществ Волги в 2000–2012 гг. // Вестник рыбохозяйственной науки. Т. 1. № 2 (2). С. 27.
  11. Горохова О.Г. 2018. Показатели альгофлоры планктона для характеристики равнинных рек бассейна Средней и Нижней Волги // Экологические проблемы бассейнов крупных рек-6: Матер. междунар. конф., приуроченной к 35-летию Института экологии Волжского бассейна РАН и 65-летию Куйбышевской биостанции. Тольятти: Анна. С. 83.
  12. Государственный водный кадастр. 1985. Т. 1. Поверхностные воды. Сер. 3. Многолетние данные. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Ч. 2. Озера и водохранилища. Т. 1. РСФСР. Вып. 24. Бассейны рек Волги (среднее и нижнее течение) и Урала. Ленинград: Гидрометеоиздат.
  13. Далечина И.Н., Джаяни Е.А. 2012. Фитопланктон Саратовского водохранилища в 2000–2008 гг. // Бассейн Волги в ХХI веке: структура и функционирование экосистем водохранилищ: Сб. матер. докл. участников Всерос. конф. Ин-т биологии внутр. вод им. И.Д. Папанина РАН, Борок. Ижевск: Издатель Пермяков С.А. С. 57.
  14. Далечина И.Н., Мосияш С.А., Филимонова И.Г. 2012. Фитопланктон и биогены Волгоградского водохранилища // Бассейн Волги в ХХI веке: структура и функционирование экосистем водохранилищ: Сб. матер. докл. участников Всерос. конф. Ин-т биологии внутр. вод им. И.Д. Папанина РАН, Борок. Ижевск: Издатель Пермяков С.А. С. 54.
  15. Зеленевская Н.А. 2016. Сезонная динамика фитопланктона Саратовского водохранилища в 2015 году // Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики: Матер. XIII Междунар. науч.-практ. конф. Т. 2. Тольятти: Волжский ун-т им. В.Н. Татищева. С. 44.
  16. Зеленевская Н.А. 2018. Фитопланктон Волгоградского водохранилища в 2017 году // Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики: Матер. XV Междунар. науч.-практ. конф. Т. 1. Тольятти: Волжский ун-т им. В.Н. Татищева. С. 133.
  17. Зеленевская Н.А. 2019. Динамика развития фитопланктона Волгоградского водохранилища в 2018 году // Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики: Матер. XVI Междунар. науч.-практ. конф. Т. 1. Тольятти: Волжский ун-т им. В.Н. Татищева. С. 214.
  18. Зеленевская Н.А. 2020. Особенности развития фитопланктона Саратовского водохранилища в 2019 году // Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики: Матер. XVII Междунар. науч.-практ. конф. Т. 2. Тольятти: Волжский ун-т им. В.Н. Татищева. С. 230.
  19. Китаев С.П. 2007. Основы лимнологии для гидробиологов и ихтиологов. Петрозаводск: Карельск. науч. центр РАН.
  20. Корнева Л.Г. 2015. Фитопланктон водохранилищ бассейна Волги. Кострома: Костромской печатный дом.
  21. Кривошей В.А. 2015. Река Волга (проблемы и решения). Москва: ООО “Журнал РТ”.
  22. Литвинов А.С. 2000. Энерго- и массообмен в водохранилищах Волжского каскада. Ярославль: Ярослав. гос.-техн. ун-т.
  23. Минеева Н.М. 2004. Растительные пигменты в воде волжских водохранилищ. Москва: Наука.
  24. Минеева Н.М. 2009. Первичная продукция планктона в водохранилищах Волги. Ярославль: Принтхаус.
  25. Минеева Н.М., Степанова И.Э., Семадени И.В. 2021. Биогенные элементы и их роль в развитии фитопланктона водохранилищ Верхней Волги // Биология внутр. вод. № 1. С. 24. https://doi.org/10.31857/S0320965221010095
  26. Минеева Н.М., Поддубный С.А., Степанова И.Э., Цветков А.И. 2022а. Абиотические факторы и их роль в развитии фитопланктона Волги. Водохранилища средней Волги // Биология внутр. вод. № 6. С. 640. http://doi.org/10.31857/S0320965222060158
  27. Минеева Н.М., Семадени И.В., Соловьева В.В., Макарова О.С. 2022б. Содержание хлорофилла и современное трофическое состояние водохранилищ Волги (2019–2020 гг.) // Биология внутр. вод. № 4. С. 357.https://doi.org/10.31857/S0320965222040210
  28. Номоконова В.И. 2012. Динамика содержания хлорофилла а в водных массах и донных отложениях нижневолжских водохранилищ // Бассейн Волги в ХХI веке: структура и функционирование экосистем водохранилищ: Сб. матер. докл. участников Всерос. конф. Институт биологии внутр. вод им. И.Д. Папанина РАН, Борок. Ижевск: Изд. Пермяков С.А. С. 197.
  29. Номоконова В.И., Паутова В.Н. 2013. Первичная продукция фитопланктона в Куйбышевском и Саратовском водохранилищах в летние сезоны 2009–2011 гг. // Изв. Самарск. науч. центра РАН. Т. 15. № 3. С. 185.
  30. Паутова В.Н., Номоконова В.И. 1994. Продуктивность фитопланктона Куйбышевского водохранилища. Тольятти: Ин-т экологии Волжск. бассейна РАН.
  31. Фитопланктон Нижней Волги. Водохранилища и низовье реки. 2003. Санкт-Петербург: Наука.
  32. Попченко И.И. 2001. Видовой состав и динамика фитопланктона Саратовского водохранилища. Тольятти: Ин-т экологии Волжск. бассейна РАН.
  33. Рахуба А.В. 2009. Суточная изменчивость качества вод водохранилища в зоне неустановившегося динамического режима // Водн. хоз-во России: проблемы, технологии, управление. № 2. С. 15.
  34. Романенко В.И. 1985. Микробиологические процессы продукции и деструкции органического вещества во внутренних водоемах. Ленинград: Наука.
  35. Селезнев В.А., Рубцов М.Г., Купер В.Я., Розенберг Г.С. 1999. Оценка пространственной неоднородности качества вод Саратовского водохранилища // Изв. Самарск. науч. центра РАН. Т. 1. № 2. С. 204.
  36. Селезнева А.В. 2019. Концентрация фосфатов в волжской воде в условиях антропогенного эвтрофирования водохранилищ // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. Т. 28. № 2. С. 262.
  37. Селезнева А.В., Беспалова К.В., Селезнев В.А. 2020. Формирование качества воды крупных водохранилищ Волги в условиях роста биогенной нагрузки // Теоретические проблемы экологии и эволюции. Качество воды и водные биоресурсы. VII Любищевские чтения: Мат. межд. науч. чтений. Тольятти: Анна. С. 167.
  38. Структура и функционированием экосистемы Рыбинского водохранилища в начале XXI века. 2018. Москва: РАН.
  39. Шашуловская Е.А., Мосияш С.А., Филимонова И.Г. и др. 2016а. Гидрохимические основы биологической продуктивности в замыкающих водохранилищах Волжского каскада // Тр. Зоол. ин-та РАН. Т. 320. № 3. С. 367.
  40. Шашуловская Е.А., Мосияш С.А., Орлов А.А., Фокина Л.Н. 2016б. Многолетние изменения качества воды участков Нижней Волги, различающихся по гидрологическому режиму // Изв. Самарск. науч. центра РАН. Т. 18. № 5–2. С. 382.
  41. Шашуловская Е.А., Мосияш С.А., Филимонова И.Г. и др. 2019. Особенности многолетней динамики гидрохимических показателей водохранилищ Нижней Волги и реки Урал (на примере Саратовского, Волгоградского и Ириклинского водохранилищ) // Вод. хоз-во России: проблемы, технологии, управление. № 3. С. 72.
  42. Шашуловская Е.А., Мосияш С.А., Джаяни Е.А. 2021. Биогенные элементы и фитопланктон Саратовского водохранилища в современных условиях // Биология водных экосистем в XXI веке: факты, гипотезы, тенденции. Ярославль: Филигрань. С. 198.
  43. Шашуловский В.А., Мосияш С.С. 2010. Формирование биологических ресурсов Волгоградского водохранилища в ходе сукцессии его экосистемы. Москва: Тов-во науч. изданий КМК.
  44. Эдельштейн К.К. 1998. Водохранилища России: экологические проблемы и пути их решения. Москва: ГЕОС.
  45. Adrian R., O’Reilly C.M., Zagareze H. et al. 2009. Lakes as sentinels of climate change // Limnol., Oceanogr. V. 54. № 6. Pt 2. P. 2283.
  46. Bertani I., Primicerio R., Rossetti G. 2016. Extreme climatic event triggers a lake regime shift that propagates across multiple trophic levels // Ecosystems. V. 19. Is 1. P. 16. https://doi.org/10.1007/s10021-015-9914-5
  47. Claesson A. 1978. Research on recovery of polluted lakes. Algal growth potential and the availability of limiting nutrients // Acta University Uppsala. № 461. P. 1.
  48. Hallstan S., Trigal C., Johansson K.S.L., Johnson R.K. 2013. The impact of climate on the geographical distribution of phytoplankton species in boreal lakes // Oecologia. V. 173. № 4. P. 1625. https://doi.org/10.1007/s00442-013-2708-6
  49. Jeffrey S.W., Humphrey G.F. 1975. New spectrophotometric equations for determining chlorophylls a, b, c1 and c2 in higher plants, algae and natural phytoplankton // Biochem. Physiol. Pflanz. Bd 167. P. 191.
  50. Lewandowska A.M., Boyce D.J., Hofmann M. et al. 2014. Effect of sea surface warming on marine plankton // Ecology Letters. V. 17. № 5. P. 614. https://doi.org/10.1111/ele.12265
  51. Özkan K., Jeppesen E., Davidson T.A. et al. 2016. Long-term trends and temporal synchrony in plankton richness, diversity and biomass driven by re-oligotrophication and climate across 17 Danish Lakes // Water. V. 8. № 10. P. 427. https://doi.org/10.3390/w8100427
  52. Pace M.L., Cole J.J. 2002. Synchronous variation of dissolved organic carbon and color in lakes // Limnol., Oceanogr. V. 47. № 2. P. 333.
  53. Rivers of Europe. 2021. Amsterdam: Elsevier.
  54. Sakamoto M. 1966. Primary production by phytoplankton community in some Japanese lakes and its dependence on lake depth // Arch. Hydrobiol. V. 62. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0095757
  55. SCOR-UNESCO Working Group № 17. Determination of photosynthetic pigments in sea water // Monographs on Oceanographic Methodology. 1966. Montreux: UNESCO. P. 9.
  56. Xiao W., Liu X., Irwin A.J. et al. 2018. Warming and eutrophication combine to restructure diatoms and dinoflagellates // Water Res. V. 128. № 1. P. 206. https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.10.051

Дополнительные файлы


© Н.М. Минеева, С.А. Поддубный, И.Э. Степанова, А.И. Цветков, 2023