Структурно-функціональна характеристика дніпровського фітопланктону

При всій дисперсності показників, що характеризують продукцію фітопланктону за весь період спостережень з 1965 по 1994 рр. (табл. 1), порівняння багаторічних даних вказує на тенденцію до динамічної стабілізації продукційних процесів у післяаварійний період на рівні більш високому, ніж у 1969-1985 роках.

Деструкція органічної речовини планктону змінювалась в межах від 0,6 до 15,8 г О₂/м²·добу і в основному характеризувалася тими ж просторово-часовими закономірностями, що і первинна продукція, співвідношення A/R також було дуже варіабельним, змінюючись від 0,7 до 8,9.

Поряд з фітопланктоном дослідженнями встановлено, що фітомікробентос водоймища в перші роки після аварії на ЧАЕС відзначався високим видовим багатством, чисельністю і біомасою, особливо в прип'ятьському і дніпровському річкових плесах.

Показано (Гуськова и др., 1970; Гапочка, 1981; Кондратьева, 1989; Шевцова, 1995), що водорості на популяційному і ценотичному рівнях організації мають значні адаптаційні можливості. Цьому також сприяють їх мікроскопічні розміри і короткі вегетаційні цикли, висока частота змін генерацій.

Дослідження фітопланктону водойм і водотоків різного типу, розташованих у зоні відчуження ЧАЕС (р. Прип'ять, ВО ЧАЕС, оз. Глибоке), в основному підтвердили закономірності, встановлені на Київському водоймищі.

У перші післяаварійні роки в надходженні і розподілі радіонуклідів у водних екосистемах басейну Дніпра провідне значення мали абіотичні компоненти. Істотне зниження надходження радіонуклідів і стабілізація на початку 90-х років радіаційної ситуації спричинила збільшення ролі біоти в міграції радіонуклідів у водних екосистемах.

Показано (Щербак, Кленус, 1995), що фітопланктон відзначається високою здатністю до накопичення радіонуклідів стронцію-90 і цезію-137. В наших дослідженнях у формуванні біомаси фітопланктону діатомовим належало 16-43%, синьозеленим - 32-59% і зеленим - 4-13%. Встановити статистично вірогідну різницю в накопиченні стронцію-90 чи цезію-137 у залежності від домінування водоростей того чи іншого відділу не вдалося. Найбільш інтенсивно водорості накопичували цезій-137. Відповідно у формуванні сумарної радіоактивності фітопланктону ВО ЧАЕС найбільш високою (84,1%) була частка цезію-137, стронцій-90 складав 11,0%, а цезій-134 і кобальт-60 - значно менше (2,3 і 2,7%).

Оцінка ролі фітопланктону в міграції радіонуклідів ґрунтувалася на кількісному дослідженні продукційних процесів, що лежать в основі формування автохтонної органічної речовини. Даний методичний підхід, характеризуючий динаміку міграції радіонуклідів за певний часовий інтервал (добу, місяць, сезон), докорінно відрізняється від застосовуваного раніше статичного визначення кількості радіонуклідів, що знаходяться в живому субстраті, без врахування продукційних характеристик гідробіонтів.

Міграцію радіонуклідів у дніпровському каскаді в системі “вода фітопланктон зоопланктон” розглянуто на прикладі Київського водоймища, яке було піддано інтенсивному радіоактивному забрудненню, де також переважає пасовищний тип живлення зоопланктону.

Накопичення радіонуклідів фітопланктоном із води найбільш інтенсивно протікає в літній період, що відповідає максимальним показникам первинної продукції. Зниження продукції фітопланктону в осінній період зменшує частку радіонуклідів, що мігрують між абіотичними (вода) і біотичними (планктон) компонентами водної екосистеми. Наприклад, кількість стронцію-90, що перейшла з води на перший трофічний рівень, восени у 2,8-4,1 рази менше, ніж у весняно-літній період.

Разовий запас цезію-137 у водній товщі екосистеми Київського водоймища в 1991-1994 роках становив 1,36·10¹² Бк/водойму (дані В.Г. Кленуса). Встановлено, що кількість радіонуклідів, котрі мігрували з води на перший трофічний рівень, щодо їх загального вмісту більше навесні - у 1,39 рази, влітку - у 2,62 рази, а восени - тільки 0,68 раз.

На другий трофічний рівень через споживання фітопланктону зоопланктоном мігрує: стронцію-90 - 0,31-1,08·10¹¹ Бк/сезон; цезію-137 - 0,52-0,98·10¹² Бк/сезон. Це складає близько 30% радіонуклідів від поглинутих водоростевими угрупованнями з водної товщі водоймища, що значно вище, ніж в оз. Глибокому (19%) і ВО ЧАЕС (25%). Пояснюється це більш інтенсивними продукційними процесами та значним розвитком дрібноклітинних форм зелених і діатомових водоростей, що більш прийнятні для живлення зоопланктону в Київському водоймищі, ніж у водоймах зони відчуження.

Отже встановлені такі відгуки фітопланктону:

На популяційно-видовому рівні:

а) високий кількісний розвиток дрібноклітинних видів зелених (вольвоксових і хлорококових), центричних діатомових водоростей;

б) переважання полідомінантних чи олігодомінантних комплексів діатомових, зелених, синьо-зелених водоростей;

в) у період максимального вмісту радіонуклідів у воді Київського водоймища (травень 1986 р.), оз. Глибокому, ВО ЧАЕС у домінуючий комплекс фітопланктону входили динофітові водорості;

г) люмінесцентна діагностика показала високу фізіологічну активність фітопланктону, що розвивався в сильно радіоактивно забруднених водних екосистемах Дніпра та його басейну.

На ценотичному рівні:

а) стабілізація видового багатства водоростей на більш низькому рівні, ніж в перші роки існування водоймищ;

б) високі значення чисельності, біомаси та інтенсивності продукційно-деструкційних процесів фітопланктону;

в) зміни в перші післяаварійні роки просторово-часового розподілу кількісних показників фітопланктону: чисельності, біомаси і продукції;

г) інтенсифікація продукційних процесів фітопланктону;

д) значний розвиток фітомікробентосу літоралі Київського водоймища.

Встановлений факт високого кількісного розвитку фітопланктону пояснюється, в першу чергу, сукцесією, що сприяла домінуванню дрібноклітинних зелених і діатомових водоростей. Для них характерна висока продукція, особливо при підвищеній середньосезонній температурі, що була характерна в водоймищах Дніпра в перші роки після аварії на Чорнобильській АЕС. Також можливо, що вплив малих доз іонізуючої радіації мав на водорості стимулюючу дію.

В цілому, отримані натурні дані свідчать, що в умовах пролонгованого впливу підвищеного радіоактивного забруднення, викликаного аварією на Чорнобильській АЕС, та проведених заходів щодо її ліквідації високе різноманіття, кількісний розвиток, інтенсивність продукційних процесів фітопланктону дозволяють автотрофній ланці формувати потоки енергії та кругообігу речовин - основи функціонування водних екосистем Дніпра та його басейну.

фітопланктон екологічний токсикологічний радіонуклід

ВИСНОВКИ

Структурно-функціональні характеристики дніпровського фітопланктону в сучасний період стабілізації режиму каскаду водоймищ (після введення в дію Канівського водоймища) визначаються, головним чином, остаточним перетворенням евтрофної лотичної екосистеми Дніпра в лентичну.

Фітопланктон дніпровських водоймищ відзначається найбільш високим видовим і надвидовим багатством серед інших екологічних угруповань водоростей. Для оцінки багаторічної динаміки фітопланктону запропоновано інтегральний індекс, який об'єднує три структурних показники водоростевих угруповань: видове багатство, чисельність та біомасу. В міру стабілізації водоймищ дніпровського каскаду, збільшення антропогенного навантаження і впливу на них всього комплексу абіотичних і біотичних чинників, зміни структури фітопланктону полягають, як правило, в зниженні величини цих показників. Встановлено перерозподіл абсолютних величин і відносної участі водоростей різних відділів у формуванні дніпровського фітопланктону: роль синьозелених знижується, зелених (вольвоксових і хлорококових) та центричних діатомових - збільшується.

Відгуком фітопланктону на остаточну стабілізацію екосистем дніпровських водоймищ є зниження “цвітіння” води синьозеленими водоростями та структурна перебудова фітопланктону (як річкових, так і озерних ділянок), яка полягає в тому, що монодомінантні угруповання трансформуються в оліго- і полідомінантні угруповання із домінуванням у фітопланктоні дрібноклітинних форм. Даний процес характерний для водоймищ всього дніпровського каскаду і особливо чітко виявляється у внутрішньокаскадних водоймищах.

Функціональною особливістю дніпровського фітопланктону в умовах стабілізації режиму водоймищ є тенденція до інтенсифікації первинної продукції. Рівень первинної продукції фітопланктону визначає трофічний тип екосистем Дніпра: верхня (незарегульована) ділянка річки має статус мезотрофного-слабоевтрофного водотоку, Київське і Канівське водоймища належать до слабоевтрофного-евтрофного типу, а нижчерозташовані водоймища - до евтрофного-гіперевтрофного типу.

Первинна продукція фітопланктону є базисом аутогенної сукцесії в дніпровських водоймищах. Розподіл у просторі і часі продукційних характеристик водоростей на популяційно-видовому, ценотичному рівнях має чітко виражений адаптаційний характер, що дозволяє фітопланктону в більш повній мірі реалізовувати свій продукційний потенціал і компенсувати екосистемі дніпровських водоймищ зниження надходження енергії від автотрофної ланки після зменшення інтенсивності “цвітіння” води синьозеленими водоростями.

Характерною рисою сучасного стабільного стану фітопланктону дніпровських водоймищ є просторова гетерогенність його структурно-функціональних характеристик. У річкових ділянках формуються полідоминантні угруповання зелених і діатомових водоростей. Особливістю внутрішньокаскадних водоймищ є надходження в їхні річкові ділянки автохтонного фітопланктону з домінуванням синьозелених водоростей. Починаючи із середньої, а особливо в нижніх частинах як головного, так і внутрішньокаскадних водоймищ, домінує автохтонний діатомово-зелений фітопланктон, на фоні якого в літній період розвиваються синьозелені водорості.

Експериментально встановлено, що фітопланктон, формуючи разом із бактеріопланктоном основну частку автохтонної органічної речовини, спроможний через трофічні ланцюги забезпечити життєдіяльність гідробіонтів вищих трофічних рівнів. У евтрофних водоймищах визначальним механізмом взаємин між гідробіонтами першого і другого трофічних рівнів виступає структура фітопланктону. Її зміни призводять до перерозподілу внутрішньоводоймних потоків енергії і кругообігу речовин між фіто-, бактеріо- і зоопланктоном.

За сапробіологічними характеристиками індикаторних видів фітопланктону якість води дніпровських водоймищ в основному відповідає -мезосапробній зоні (помірно забруднена вода). В порівнянні з 70-80 роками встановлено тенденцію погіршення якості дніпровської води. В місцях інтенсивного антропогенного впливу у домінуючий комплекс фітопланктону входять водорості-індикатори -мезосапробної зони.

В умовах існуючої еколого-токсикологічної ситуації в Запорізькому і Каховському водоймищах реєструються локальні зміни структури водоростевих угруповань: зменшення їх різноманітності, зниження кількісного розвитку та інтенсивності первинного продукування, перехід рівня трофності забруднених ділянок водоймищ від евтрофності до повторної мезотрофності.

В забрудненому радіонуклідами Київському водоймищі відгук фітопланктону в перші роки після чорнобильської аварії реєструвався в зміні просторово-часової динаміки структурно-функціональних характеристик, збільшенні діапазону між їх мінімальними і максимальними значеннями. Існуючий у даний час радіоактивний фон не є головним антропогенним чинником, що суттєво впливає на природній хід сукцесій фітопланктону.

Після стабілізації радіоактивної ситуації в басейні Дніпра істотно зросла роль фітопланктону в міграції радіонуклідів по трофічному ланцюгу “вода біота”, що значною мірою визначається інтенсивністю продукційних процесів фітопланктону. У потоках радіонуклідів по ланцюгу “вода фітопланктон” до 85% припадає на частку цезію-137, а доля стронцію-90 значно нижча. Кількість цезію-137, що мігрував на перший трофічний рівень, перевищує його знаходження у воді Київського водоймища більш, ніж у 1,39 разів навесні, у 2,63 разів - влітку і становить тільки 0,68 - восени.

У досліджуваних водних об'єктах, що частково чи повністю відносяться до зони відчуження Чорнобильської АЕС (Київське водоймище, р. Прип'ять, ВО ЧАЕС, оз. Глибоке), радіонукліди “чорнобильського” походження, що мігрували на другий трофічний рівень по ланцюзі “вода фітопланктон зоопланктон”, складають 19-30% від їх загальної кількості, поглинутої фітопланктоном.

ОСНОВНІ РОБОТИ, ОПУБЛІКОВАНІ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Растительность и бактериальное население Днепра и его водохранилищ / Сиренко Л.А., Корелякова И.Л., Михайленко Л.Е., Костикова Л.Е., Литвинова Л.А., Мыслович В.О., Скорик Л.В., Хороших Л.А., Щербак В.И., Якубовский А.Б., Горбик В.П. - К.: Наук. думка, 1989. - 229 с. (Щербак В.И.: С. 77-91; 96-97; 109-113).

2. Гидроэкологические последствия на Чернобыльской АЭС / Евтушенко Н.Ю., Кузьменко М.И., Сиренко Л.А., Зимбалевская Л.Н., Билько В.П., Вятчанина Л.И., Гош Р.И., Гурвич В.В., Гусынская С.Л., Даниленко Т.П., Дробот П.И., Жукинский В.Н., Коновалов Ю.Д., Костикова Л.Е., Курандина Д.П., Михайленко Л.Е., Плигин Ю.В., Черногоренко М.И., Щербак В.И., Архипчук В.В., Бошко В.В., Долинская Г.И., Долинский В.Л., Емельянова Л.В., Ким Е.Д., Костиков И.Ю., Курейшевич А.В., Левина О.В., Небрат А.А., Хороших Л.А., Безкаравайная В.Д., Буртная И.Л., Горбик В.П., Гошовская Г.А., Матчинская С.Ф., Машина В.П., Пашкова О.В., Шевченко Т.Ф. - К.: Наук. думка, 1992. - 267 с. (Щербак В.И.: С. 14-27; 44-48; 150-155).

3. Дячук И.Е., Кафтанникова О.Г., Коваль Н.В., Жданова Г.А., Щербак В.И. Гидроаккумулирующие электростанции и жизнь гидробионтов // Гидротехническое строительство. - 1986. - №5. - С. 12-14.

4. Щербак В.И., Пыл Л.Л., Кленус В.Г. Первичная продукция фитопланктона советского участка Дуная // Гидробиологический журнал. - 1987. - Т. 23, №4. - С. 9-13.

5. Зимбалевская Л.Н., Долинский В.Л., Левитская Н.В., Хороших Л.А., Щербак В.И. Качество воды днепровских мелководий // Водные ресурсы. - 1988. - №6. - С. 117-127.

6. Жданова Г.А., Скорик Л.В., Щербак В.И., Сергеев А.И. Опыт оценки изменений уровня трофности Киевского водохранилища за время его существования // Гидробиологический журнал. - 1989. - Т. 25, №2. - С. 30-36.

7. Ковальчук А.А., Щербак В.И., Андреев А.Д. Влияние донных инфузорий на придонный фитопланктона // Журнал общей биологии. - 1989. - Т. 50, №3. - С. 395-405.

8. Щербак В.И., Омельченко Н.В., Гошовская Г.А. Влияние подогретых вод Трипольской ГРЭС на санитарно-гидробиологическую характеристику Каневского водохранилища // Гидротехническое строительство. - 1989. - №6. - С. 31-34.

9. Щербак В.И., Безкаравайная В.Д., Гошовская Г.А., Майстрова Н.В. Влияние гидротехнических работ на развитие водорослей днепровских водохранилищ // Гидротехническое строительство. - 1991. - №3. - С. 43-46.

10. Щербак В.И., Андреев А.Д., Гошовская Г.А. Оценка влияния увеличения сработок уровней днепровских водохранилищ на их биопродуктивность и качество воды // Гидротехническое строительство. - 1991. - №12. - С. 51-53.

11. Щербак В.И., Генкал С.И., Майстрова Н.В. Центрические диатомовые водоросли в фитопланктоне Киевского и Каневского водохранилищ // Биология внутренних вод. Информ. бюл. №93. - СПб.: Наука. - 1992. - С. 25-30.

12. Щербак В.И., Родкин В.И. Фитопланктон высокоминерализированного озера // Гидробиологический журнал. - 1993. - Т. 29, №3, - С. 21-30.

13. Андреев А.Д., Щербак В.И. Интегральная количественная оценка состояния фитопланктонного сообщества по структурным показателям // Гидробиологический журнал. - 1994. - Т. 30, №2. - С. 3-7.

14. Щербак В.И. Определение первичной продукции отдельных видов водорослей авторадиографическим методом // Методические вопросы изучения первичной продукции планктона внутренних водоёмов. - СПб.: Гидрометеоиздат. - 1993. - С. 47-51.

15. Щербак В.И., Майстрова Н.В. Фитопланктон Каневского водохранилища, приустьевых областей основных притоков и его роль в формировании качества воды // Гидробиологический журнал. - 1996. - Т. 32, №3. - С. 16-26.

16. Щербак В.И. Первичная продукция водорослей Днепра и его водохранилищ // Гидробиологический журнал. - 1996. - Т. 32, №6. - С. 3-15.

17. Щербак В.И. Структурно-функциональные характеристики фитопланктона водоёмов зоны отчуждения Чернобыльской АЭС // Гидробиологический журнал. - 1997. - Т. 33, №5. - С. 3-16.

18. Щербак В.И. Сукцессии и основные этапы формирования фитопланктона Кременчугского водохранилища // Гидробиологический журнал. - 1997. - Т. 33, №6. - С. 15-21.

19. Щербак В.И. Влияние промышленного комплекса на биопродуктивность и качество воды в водоёмах // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 1997. - №6. - С. 35-40.

20. Щербак В.И. Роль фитопланктона в миграции радионуклидов в водоёмах с различной степенью радиоактивного загрязнения // Гидробиологический журнал. - 1998. - Т. 34, №2. - С. 88-103.

21. Щербак В.И. Многолетняя динамика “цветения” воды днепровских водохранилищ // Доповіді НАН України. - 1998. - №7. - С. 187-190.

22. Щербак В.И. Фитопланктон и качество воды днепровских водохранилищ // Доповіді НАН України. - 1998. - №9. - С. 201-203.

23. Щербак В.И. Фотосинтетическая активность доминирующих видов днепровского фитопланктона // Гидробиологический журнал. - 1998. - Т. 34, №5. - С. 3-12.

24. Емельянова Л.В., Щербак В.И., Кленус В.Г. Функционирование различных компонентов биоты Киевского водохранилища в условиях пролонгированного действия повышенного радиационного фона // Заповідна справа в Україні. - 1999. - Т. 5, вып. 1. - С. 73-77.

25. Щербак В.И., Емельянова Л.В., Майстрова Н.В. Влияние антропогенных факторов на биоразнообразие Каневского водохранилища // Екологія та ноосферологія. - 1999. - Т. 7, №3. - С. 66-76.

26. Щербак В.И. Влияние продолжительности экспозиции на показатели первичной продукции фитопланктона евтрофных водоёмов при использовании скляночного метода в кислородной модификации // Гидробиол. журн. - 2000. - Т. 36, №1. - С. 97-102.

27. Евтушенко Н.Ю., Щербак В.И., Кленус В.Г. Состояние водных экосистем в условиях их хронического радиоактивного и химического загрязнения // Доповіді НАН України. - 2000. - №2. - С. 196-200.

28. Shcherbak V.I. Phytoplancton as a Model Object of Evaluating the Influence of Power Complexes on Water Ecosystems // Engineering Simulation. - 1999, Vol. 16, pp. 513-519.

29. Рябов А.К., Нахшина Е.П., Денисова А.И., Щербак В.И., Жданова Г.А., Головко Т.В. Замкнутые экосистемы водоёмов как метод исследования внутриводоёмных процессов // Экспериментальное изучение искусственных и естественных экосистем. - Казань: Казанский филиал АН СССР. - 1985. - Ч. 1. - С. 33-47.

30. Щербак В.И. Метод радиоавтографии в гидробиологических исследованиях // Вопросы гидробиологии водоёмов Украины. -К.: Наукова думка. - 1988. - С. 106-110.

31. Щербак В.И. Скляночные методы определения первичной продукции водорослей планктона и бентоса // Труды IV Поволжской конф. “Проблемы охраны вод и рыбных ресурсов”. - Казань. - 1990. - С. 59-66.

32. Щербак В.И. Многолетняя динамика структурно-функциональных характеристик планктонных водорослей Киевского водохранилища // Докл. 2-го Всесоюзн. науч.-техн. совещ. по итогам ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС “Радиоэкологические аспекты последствий аварии”. - Чернобыль. - 1990. - Т. VI, ч. II. - С. 351-365.

33. Щербак В.И., Майстрова Н.В. Методические подходы для оценки состояния водных экосистем по фитопланктону // Экологические проблемы городов и рекреационных зон. - Одесса: ОЦНТЭИ. - 1999. - С. 236-245.

34. Щербак В.И., Гошовская Г.А., Майстрова Н.В. Видовое разнообразие фитопланктона днепровских водохранилищ // Матер. междунар. науч. конф “Проблемы рационального использования биоресурсов водохранилищ”. - Киев. - 1995. - С. 64-65.

35. Щербак В.И., Гошовская Г.А., Майстрова Н.В. Оценка состояния Запорожского водохранилища по фитопланктону // Матер. IV Всеукр. науч.-практич. конф. - Днепропетровск: Гамалия. - 1998. - С. 44-46.

36. Щербак В.И., Гошовская Г.А., Майстрова Н.В. Разнообразие фитопланктона акваландшафта Каневского природного заповедника // Матер. конф. к 75-летию Каневского заповедника. - 1998. - С. 122-123.

37. Плигин Ю.В., Щербак В.И., Арсан О.М., Михайленко Л.Е., Матчинская С.Ф., Майстрова Н.В. Влияние поверхностного стока на биоту Каневского водохранилища в районе г. Киева и рекомендации по его очистке // Матер. междунар. науч.-практич. конф. “Экология городов и рекреационных зон”. - Одесса: Астропринт. - 1998. - С. 272-277.

38. Щербак В.И. Фитопланктон мелководий Киевского водохранилища // Киев, 1990. - 10 с. Деп. в ВИНИТИ, №3775-В90.

39. Pyll L.L., Scherbak V.I. Structur und Primarproduction des Phytoplanctons des Sowjetischen Donauabscheritts // 25 Arbeitstagung der internationalen Arbeitsgemeinschaft Donaufoschung, 17-21 September 1985. - S. 250-253.

40. Басс Я.И., Щербак В.И. Поступление органического вещества и биогенных элементов фитопланктона в донные отложения // Тез. докл. I Байкальской междунар. конф. - Иркутск. - 1988. - С. 59-60.

41. Щербак В.И., Кленус В.Г., Каглян А.Е. Развитие фитопланктона в условиях повышенного радиационного загрязнения // Тез. докл. междунар. науч. конф. по озёрным экосистемам. - Минск: Нарочь. - 1999. - с. 160-161.

АНОТАЦІЇ

Щербак В.І. Структурно-функціональна характеристика дніпровського фітопланктону - Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.17 - Гідробіологія. - Інститут гідробіології НАН України, Київ, 2000.

З'ясовані основні закономірності багаторічної сукцесіі структурних, функціональних характеристик фітопланктону в просторі і часі, його ролі у функціонуванні екосистем річкової ділянки Дніпра, та водоймищ після стабілізації гідробіологічного режиму і аварії на Чорнобильській АЕС.

Доведено, що головним чинником стабілізації структурно-функціональних характеристик дніпровського фітопланктону на сучасному етапі його еволюції є остаточна зміна евтрофної лотичної екосистеми на лентичну (після заповнення Канівського водоймища). Встановлено зниження інтенсивності “цвітіння” води синьозеленими водоростями, перехід від монодомінантних угруповань до оліго- і полідомінантних, зростання абсолютного і відносного значення у фітопланктоні дрібноклітинних центричних діатомових і зелених (вольвоксових, хлорококових) водоростей. Просторово-часовий розподіл продукційних характеристик водоростей різних відділів в річних та озерних плесах на популяційно-видовому та ценотичному рівнях, інтенсифікація продукційних процесів дозволяють фітопланктону в більш повній мірі реалізувати біопродукційний потенціал, компенсувати зниження надходжень потоків енергії після зменшення “цвітіння” води синьозеленими водоростями.

Радіоактивне забруднення дніпровських водоймищ після аварії на Чорнобильській АЕС і існуюча еколого-токсикологічна ситуація не викликає загальної деградації фітопланктону. Стабілізація радіаційної ситуації в басейні Дніпра на початку 90-х років, сприяли зростанню ролі фітопланктону в міграції радіонуклідів в системі: “вода фітопланктон зоопланктон”.

Ключові слова: дніпровський фітопланктон, водоймища, структурно-функціональна характеристика, сукцесія, стабілізація, “цвітіння” води, радіоактивне забруднення.

Щербак В.И. Структурно-функциональная характеристика днепровского фитопланктона. - Рукопись

Диссертация на соискание учёной степени доктора биологических наук по специальности 03.00.17 - Гидробиология. - Институт гидробиологии НАН Украины, Киев, 2000.

Представлены основные закономерности многолетней сукцессии структурных и функциональных характеристик фитопланктона во времени и пространстве и его роли в функционировании экосистем речного участка Днепра и его водохранилищ после стабилизации гидробиологического режима и в постчернобыльский период.

Доказано, что главным фактором, определяющим стабилизацию структурно-функциональных характеристик днепровского фитопланктона на современном этапе его эволюции, явилась окончательная смена евтрофной лотической экосистемы Днепра на лентическую (после окончания в 1976 г. заполнения Каневского водохранилища).

Установлено снижение интенсивности “цветения” воды синезелёными водорослями, переход от монодоминантных водорослевых сообществ к олиго- и полидоминантным, возрастание абсолютных и относительных значений в фитопланктоне мелкоклеточных центрических диатомовых и зелёных (вольвоксовых и хлорококковых) водорослей. Данный процесс характерен для всех водохранилищ и особенно чётко проявляется во внутрикаскадных водохранилищах.

Характерной чертой современного стабильного состояния фитопланктона днепровских водохранилищ является его пространственная гетерогенность. В речных участках формируются мелкоклеточные полидоминантные сообщества зелёных (вольвоксовых и хлорококковых) и центрических диатомовых водорослей. Особенностью внутрикаскадных водохранилищ является поступление в их речные участки автохтонного фитопланктона с доминированием в летний период синезелёных водорослей. Начиная со средней, а тем более нижней части как головного, так и внутрикаскадных водохранилищ, доминирует автохтонный диатомово-зелёный-синезелёный фитопланктон.

По сапробиологическим показателям индикаторных видов фитопланктона качество воды днепровских водохранилищ в основном соответствует -мезосапробной зоне. В сравнении с 70-80 гг. установлена тенденция к ухудшению качества воды. На протяжении всех вегетационных сезонов регистрируется вхождение в доминирующий комплекс видов-индикаторов -мезосапробной зоны.

В создавшейся в Запорожском и Каховском водохранилищах эколого-токсикологической ситуации установлены локальные изменения структуры водорослевых сообществ: уменьшение их разнообразия, снижение количественного развития и интенсивности первичной продукции. Переход уровня трофности загрязнённых участков водохранилищ от евтрофного до мезотрофного типа.

Функциональной особенностью днепровского фитопланктона в условиях стабилизации режима водохранилищ является тенденция к интенсификации первичной продукции.

Первичная продукция фитопланктона формирует трофический тип экосистемы Днепра: верхний (незарегулированный) участок реки имеет статус мезотрофного-слабоевтрофного водотока, Киевское и Каневское водохранилища - слабоевтрофный-евтрофный тип, а нижерасположенные водохранилища - евтрофный-гиперевтрофный тип. Наиболее высокой продуктивностью характеризуются Кременчугское и Каховское водохранилища.

В днепровских водохранилищах первичная продукция является базисом аутогенной сукцессии.

Пространственно-временное распределение продукционных характеристик водорослей различных отделов, развивающихся в речных и озёрных плёсах, на популяционно-видовом, ценотическом уровнях, интенсификация продукционных процессов позволяют фитопланктону в более полной мере реализовать биопродукционный потенциал, компенсировать снижение поступления потоков энергии после уменьшения “цветения” воды синезелёными водорослями.

Показано, что в евтрофных водохранилищах изменение структурно-функциональных характеристик фитопланктона вызывает перераспределение внутриводоёмных потоков энергии и круговорота веществ между фито-, бактерио- и зоопланктоном.

Радиоактивное загрязнение днепровских водохранилищ после аварии на Чернобыльской АЭС и сложившаяся в них эколого-токсикологическая ситуация не привели к общей деградации фитопланктона. Стабилизация радиационной ситуации в бассейне Днепра, наступившая в начале 90-х гг., способствовала возрастанию роли фитопланктона в миграции радионуклидов в системе: “вода фитопланктон зоопланктон”.

Ключевые слова: фитопланктон, днепровские водохранилища, структурно-функциональная характеристика, сукцессия, стабилизация, “цветение” воды, радиоактивное загрязнение.

Shcherbak V.I. Structural and functional characteristics of the Dnieper phytoplankton. - Manuscript.

Thesis for the degree of Doctor of biological sciences by the speciality 03.00.17 - Hydrobiology. - Institute of Hydrobiology, National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, 2000.

The principal reguliarities of the long-standing succession of the structural and functional characteristics of phytoplankton in space and time have been established. The role of phytoplankton in the functioning of the ecosystems of the Dnieper river and its reservoirs after stabilization of hydrobiological regime and after the accident at the Chernobyl Nuclear Power Station (NPS) has been demonstrated.

It was established that the main factor determining stabilization of the structural and functional characteristics of the Dnieper phytoplankton at the modern stage of its evolution was final replacement of the eutrophic lotic ecosystem of the Dnieper river by the lentic one (after filling the Kanev reservoir). The decrease in the intensity of “water blooms” of blue-green algae, substitution of oligo- and polydominant communities of planktonic algae for monodominant ones, the increase of absolute and relative abundance of small-sireol rentic diatoms and green algae (volvocales and chlorococcales) have been registered. The spatial and temporal distribution of the productional characteristics of algae belonging to different divisions and growing both in the river and lake sections of the reservoirs were studied at the population, species and cenotic levels. Intensification of the processes of production enables phytoplankton to realize its bioproductional potential in full measure and compensate the flux of energy after decreasing the “water blooms” of blue-green algae. Radioactive contamination of the Dnieper reservoirs after the accident at the Chernobyl NPS and ecological and toxicological situation in them did not result in the total degradation of phytoplankton. The increase of the role of phytoplankton in the migration of radionuclides in the system: “water phytoplankton zooplankton” was favoured by stabilization of the radiation situation in the Dnieper river basin that occurred in the early 1990s.

Keywords: phytoplankton, the Dnieper reservoirs, structural and functional characteristics, succession, stabilization, “water blooms”, radioactive contamination.

Размещено на Allbest.ru