БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2007, № 1, с. 46-54
УДК 574.583(2852):581
ПРОДУКЦИОННО-ДЕСТРУКЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПРИТОКАХ
РЫБИНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА
© 2007 г. Н. М. Минеева
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузскийр-н Поступила в редакцию 30.11.2004 г.
На основе ежемесячных (май - октябрь 1981 г.) наблюдений дана количественная оценка продуктивности фитопланктона устьевых зон малых притоков Рыбинского водохранилища, а также зарегулированных речных участков рек Волга и Шексна. Среднее за вегетационный сезон содержание хлорофилла а (8.6-18.3 мкг/л) и суточная первичная продукция планктона этих акваторий (соответственно 0.94-2.29 мг Ог/л и 0.84-2.06 г Ог/м2) лишь незначительно ниже, чем в водохранилище. Волжские воды и р. Суда характеризуются как мезотрофные, р. Согожа и шекснинские воды - умеренно эвтрофные, реки Сить и Ухра - эвтрофные. Соотношение интегральных величин первичной продукции и деструкции (ЕА/ЕЯ < 1) свидетельствует о гетеротрофной направленности функционирования планктона. Вклад притоков в фонд первичной продукции, создаваемой планктоном водохранилища за вегетационный сезон, составляет 0.04-0.68% для малых рек и 1-1.7% для рек Волга и Шексна.
ВВЕДЕНИЕ
В формировании гидрологического, гидрохимического и биологического режимов водохранилищ существенную роль играют воды притоков. Для Рыбинского водохранилища ~2/3 общего объема водного стока приходится на долю волжских, шекснинских и моложских вод и ~1/3 на долю 64 малых и средних рек - основного типа водотоков, составляющих речную сеть бассейна [18, 22].
Основная часть автохтонного органического вещества (ОВ) в крупных озерах и водохранилищах, в том числе и в волжском каскаде [18], образуется за счет фотосинтеза планктонных водорослей. Заметного обилия фитопланктон достигает на участках малых рек, находящихся в зоне подпора [6, 7, 11, 19]. Устьевые участки рек рассматривают как экотоны - буферные зоны, обладающие высокой биологической продуктивностью и высокой интенсивностью процессов самоочищения [22]. Несмотря на возрастающий интерес исследователей к малым рекам [24], для притоков водохранилищ Верхней Волги отсутствуют количественные показатели продукционно-деструкционных процессов. В распоряжении автора имеются неопубликованные ранее материалы, позволяющие в определенной степени восполнить этот пробел.
Работа направлена на оценку первичной продукции планктона основных притоков Рыбинского водохранилища и ее вклада в продуцирование ОВ в воде водоема. Характеристика продуктивности фитопланктона водохранилища приведена ранее [8, 11, 14].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Данные получены в мае - октябре 1981 г. при проведении комплексных исследований экосистемы Рыбинского водохранилища. Станции наблюдения (рис. 1) располагались в устьевой части малых рек, впадающих в Главный (реки Сить, Согожа, Ухра) и Шекснинский (р. Суда) плесы водохранилища, а также на зарегулированных участках рек Шексна (речная часть Шекснинского плеса выше г. Череповец) и Волга (верхний русловой участок Волжского плеса напротив г. Мышкин). Два последних участка характеризуют поступления соответственно автохтонного ОВ из Шекснинского и Угличского водохранилищ, именуемые в работе волжскими и шекснинскими водами.
Пробы отбирали метровым батометром типа Элгморка из верхнего двухметрового слоя воды. Интенсивность фотосинтеза (Ата1) и деструкции ОВ (Я) определяли скляночным методом в его кислородной модификации при суточной экспозиции склянок в проточном инкубаторе на палубе экспедиционного судна. Интегральную (под 1 м2) первичную продукцию ЕА рассчитывали перемножением величины Атах и прозрачности воды [2], интегральную деструкцию (ЕЯ) - умножением Я на среднюю глубину плеса [10]. При пересчете единиц кислорода в единицы углерода использовали коэффициент 0.3 [2]. Количественная оценка автохтонного ОВ, образованного за счет фотосинтеза планктона и поступающего в водохранилище, получена с учетом средних расходов рек за соот-
„ р. Суда
Рис. 1. Карта-схема Рыбинского водохранилища: 1,2 - станции наблюдения в притоках (1) и в плесах водохранилища (2), 3 - границы плесов.
ветствующие месяцы [5]. Индекс зрелости 9 рассчитан по формуле [4]:
9 = ^ ЪЯ/ЪА.1
Для характеристики обилия фитопланктона во всех пробах определяли содержание фотосинтети-
1 В работе [4] 9 = ^ В /Р.
ческих пигментов стандартным спектрофотомет-рическим методом [23].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Некоторые абиотические показатели исследованных участков приведены в табл. 1. В условиях жаркого лета 1981 г. температура воды достигала 21-25°С, прозрачность в устьях рек была ниже, а
Таблица 1. Некоторые абиотические характеристики исследованных участков Рыбинского водохранилища в 1981 г.
Участок Температура, °С Прозрачность, см Цветность, град
Затопленное русло р. Волги у г. Мышкин 11. 0-23. 2 17. 1 ± 2.0 110-200 140 ± 15 50-65 57 ± 3
Затопленное русло р. Шексна выше г. Череповец 9 .4-23.0 16. 7 ± 2.2 40-1 2 0 84 ± 11 55-65 60 ± 3
Реки:
Суда 9. 0-24. 0 * 16. 6 ± 2.4 7 0 -150 102 ± 11 40-170 120 ± 30
Сить 8. 9-22. 0 * 16. 7 ± 2.1 90-1 5 0 122 ± 8 130 130
Согожа 9. 4-25. 0 * 17. 9 ± 2.5 70-1 1 0 8 8 ± 6 65-75 70 ± 3
Ухра 16. 2 -24.6* 20 .0 ± 1.8 90-1 2 0 112 ± 5 60
Плесы:
Волжский 8 .5-23.8 70-1 5 0 55-65
16. 5 ± 1.6 117 ± 7 62 ± 1
Главный 3 .8-24.4 14. 9 ± 1.4 60-2 0 0 131 ± 6 50 - 1 00 6 5 ± 4
Моложский 8 .0-22.4 15. 9 ± 1.5 110-150 1 2 9 ± 4 90 - 1 30 112 ± 5
Шекснинский 9 .4-23.4 16. 2 ± 1.2 40-1 4 0 9 1 ± 6 55 - 1 20 7 8 ± 5
Примечание. Здесь и в табл. 2: над чертой - пределы, под чертой - средние за май - октябрь. * Данные за июнь - октябрь.
цветность вод Суды и Сити - выше, чем в водохранилище и двух других притоках.
Содержание основного фотосинтетического пигмента хлорофилла (Хл) а в устьевых участках малых рек (табл. 2) изменялось в близких пределах, лишь в р. Сить максимальная величина была наибольшей (46 мкг/л). Интенсивность фотосинтеза Лтах превосходила интенсивность деструкции в среднем за сезон в 2.3-4.2 раза, тогда как интегральная первичная продукция была в 1.6-2.6 раза ниже интегральной деструкции. Самые низкие показатели первичной продукции получены в р. Суда, самые высокие - в р. Сить (табл. 2). Сезонная динамика Хл а и Лтах во всех притоках характеризовалась летним, наиболее выраженным в р. Сить, а также весенним (р. Сить) или раннелетним (реки Ухра и Согожа) подъемами (рис. 2).
На русловых участках Волжского (г. Мышкин) и Шекснинского плесов содержание Хл а было несколько ниже, чем в устьях малых рек, Лта1 достигала таких же величин, как в р. Сить, средние за сезон показатели были близки к таковым в устьях рек Ухра и Согожа, также значительно превышая Я.
Показатель ХЛ в шекснинских водах был выше, чем в устье р. Суда, и сравним с первичной продукцией остальных малых притоков. Волжские воды характеризовались самой высокой ХЛ. Однако в обоих случаях ХЛ была ниже, чем ХЯ (табл. 2). В течение вегетационного сезона наиболее высокие концентрации Хл а и первичная продукция в волжских водах отмечены в летний период, для последней выявлен еще и небольшой весенний подъем (рис. 3). В шекснинских водах наблюдались весенний и летний подъемы (рис. 3).
В водохранилище в течение вегетационного сезона 1981 г. содержание Хл а было выше, чем в больших и малых притоках, достигая 127 мкг/л в Главном плесе, интенсивность фотосинтеза также была выше и превосходила деструкцию, а интегральная первичная продукция была ниже интегральной деструкции (табл. 2). Сезонный ход Хл а, Лта1 и ХЛ в Волжском, Главном и Моложском плесах характеризовался весенним (или раннелетним), а также летним подъемами, а в Шекснин-ском - одним летним максимумом. Наибольшая
Таблица 2. Содержание хлорофилла, суточные величины первичной продукции и деструкции ОВ исследованных участков
Участок Хл, мкг/л Первичная продукция Деструкция A/R EA /ER
A, мг О2/л EA, г О2/м2 R, мг О2/л ER, г О2/м2 8
Затопленное русло р. Волги у г. Мышкин 1.4-18.0 9. 0 ± 2.5 0 .11-4.56 1. 65 ± 0.65 0 .22-5.47 2. 06 ± 0.77 0 .13-1.24 0. 5 3 ± 0.16 0 .73-6.94 2. 94 ± 0.92 3.14 0. 7 0 0. 1 5
Затопленное русло р. Шекс-на выше г. Череповец 3 .6-20.6 11.4 ± 3.0 0 .43-4.25 1. 8 1 ± 0.54 0 .17-2.98 1. 5 4 ± 0.39 0 .06-1.00 0. 3 4 ± 0.15 0 .34-5.60 1. 8 9 ± 0.81 5.35 0. 8 2 0. 0 9
Реки:
Суда 4. 5 -20.7 8. 6 ± 2.5 0 .17-2.10 0. 94 ± 0.28 0 .19-1.47 0. 84 ± 0.18 0 .20-0.64 0. 3 6 ± 0.08 1 .12-3.58 2. 0 3 ± 0.46 2.61 0. 4 2 0. 3 8
Сить 3 .4-46.2 18. 3 ± 7.2 0 .01-4.52 2. 29 ± 0.70 0. 0 1 -4.52 1. 9 8 -0.80 0 .01-1.46 0. 5 5 ± 0.24 0 .06-8.18 3. 0 9 ± 1.32 4.15 0. 6 4 0. 1 9
Согожа 2 .9-28.1 14. 1 ± 3.7 0 .21-3.38 1. 83 ± 0.42 0 .23-2.70 1. 5 3 ± 0.33 0 .11-1.14 0. 6 5 ± 0.16 0 .62-6.38 3. 64 ± 0.88 2.81 0. 4 2 0. 3 8
Ухра 8 .6-25.1 15. 8 ± 3.0 0 .95-2.38 1. 67 ± 0.26 0 .14-2.33 1. 5 5 ± 0.44 0 .42-0.93 0. 7 3 ± 0.11 2 .35-5.21 4. 07 ± 0.63 2.31 0. 3 8 0. 4 2
Плесы:
Волжский 4 .7-45.3 21. 1 ± 3.2 0 .75-4.27 2. 3 4 ± 0.29 0 .97-3.98 2. 6 1 ± 0.27 0 .03-2.17 0. 7 5 ± 0.15 0. 1 7 -12.12 4. 2 1 ± 0.85 3.11 0. 6 2 0. 2 1
Главный 3. 7-127. 0 25. 6 ± 5.5 0 .15-8.82 2. 49 ± 0.39 0. 1 2 -10. 5 8 3. 2 3 ± 0.47 0 .01-2.81 1. 06 ± 0.18 0. 0 6 -15.74 5. 9 1 ± 0.98 2.36 0. 5 5 0. 2 6
Моложский 4 .8-68.3 15. 3 ± 5.3 0 .46-7.99 2. 03 ± 0.64 0.65 -11. 98 2. 67 ± 0.93 0 .05-2.22 0. 62 ± 0.17 0. 2 8 -12.43 3. 4 8 ± 0.94 3.27 0. 7 7 0. 1 1
Шекснинский 6 .4-39.2 18. 7 ± 2.2 0 .30-7.11 2. 50 ± 0.42 0 .21-5.80 2. 3 7 ± 0.39 0 .09-1.00 0. 4 9 ± 0.07 0 .50-5.60 2. 7 3 ± 0.39 5.14 0. 8 7 0. 0 6
Примечание. 8 - индекс зрелости.
интенсивность деструкционных процессов отмечена в летние месяцы (рис. 4).
Количество автохтонного ОВ, которое образуется за счет фотосинтеза планктонных водорослей в устьевых участках малых рек и поступает в водохранилище, составляет 1.1-14.8 т С/сут весной и 0.02-2.2 т С/сут летом и осенью. Для волжских вод это поступление колеблется от 1.5 до 34 т С/сут, для шекснинского - от 0.8 до 21.6 т С/сут с максимумом в мае (табл. 3). Суммарное за 6 мес вегетационного сезона поступл
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.