СОДЕРЖАНИЕ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Экологическая характеристика высших водных растений 6
1.2 Определение фотосинтеза, продуктивности растений и единицы
измерения 9
1.3 Первичная продукция высшей водной растительности в различных
водоемах 20
1.4 Влияние аквакультуры на макрофиты 22
ГЛАВА 2 РАЙОН И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 29
2.1 Метод отбора проб макрофитов и определение первичной продукции по
биомассе 29
2.2 Определение потенциальной валовой первичной продукции макрофитов
РАМ флуоресценцией 30
2.3 Спектрофотометрический анализ хлорофилла 33
2.4 Характеристика исследуемого водоема 35
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 43
3.1 Видовой состав и биомасса высших водных растений 43
3.2 Фотосинтетические пигменты 46
3.3 Результаты расчета В1П1 методом РАМ флуоресценции 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 59
Формирование биологической продуктивности водных экосистем и оценка качества природной среды остаются актуальными на протяжении последних десятилетий. Количественная оценка преобразования вещества, потоков энергии и информации лежит в основе современной теории биологической продуктивности водоемов. Вместе с продукционной гидробиологией развивается важная для прогресса науки теория функционирования водных экосистем (Алимов, 1979).
Высшие водные растения представляют начальное звено в круговороте веществ и энергии, они играют огромную роль в поддержании сложившегося естественного равновесия в водоемах и в природных ландшафтах в целом. Определение первичной продукции высшей водной растительности - одна из приоритетных задач изучения водоемов современной гидробиологии.
В гидробиологии и гидроботанике традиционно используют основной метод определения валовой первичной продукции (В1111) по максимальной биомассе высшей водной растительности (макрофитов) (Катанская, 1981). Этот метод занимает значительное количество времени, так как включает укосы и разбор макрофитов, высушивание и взвешивание и, имеет недостатки, связанные с потерей биомассы в вегетационный период. В современную гидробиологию вошли более быстрые методы определения валовой первичной продукции, основанные на флуоресценции хлорофилла и, они успешно используются для продукции фитопланктона и фитоперифитона. В работе был использован метод РАМ-флуоресценции. Объектом исследования были макрофиты Абаканской протоки.
Цель работы: определить фотосинтетические характеристики и потенциальную валовую первичную продукцию высших водных растений в Абаканской протоке реки Енисей.
Для решения цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить видовой состав высших водных растений;
2. Определить ВИИ макрофитов на основе биомассы;
3. Оценить фотосинтетические и продукционные характеристики макрофитов методом регистрации флуоресценции хлорофилла на флуориметре РАМ.
Автор благодарен за консультации по работе с РАМ - флуориметром, д.б.н. профессору Н.А. Гаевскому, а также сотрудникам Аналитической лаборатории ИБФ СО РАН за предоставленные гидрохимические данные по водотоку.
На основании проведённых исследований высших водных растении Абаканской протоки реки Енисей получили следующие выводы.
1. В Абаканской протоке выявлено 4 истинно водных и массово распространенных видов высших водных растений, пространственное распределение которых имело определенную закономерность: на станции 1 - сформированных растительных сообществ не обнаружено, изредка встречалась элодея канадская; на станции 2 отмечены хорошо выраженные сообщества макрофитов с доминированием урути сибирской; на станции 3 преобладали сообщества роголистника погруженного, урути сибирской и элодеи канадской; на станции 4 в сообщество макрофитов входили все выявленные виды с добавлением рдеста пронзеннолистного. К концу лета в нижней части протоки формировался, плавающий посреди водоема, мат из макрофитов, что резко ухудшало рекреационные возможности протоки.
2. Высокий уровень развития биомассы в течение всего вегетационного периода выявлен для станции 3, так как там происходит выброс подогретой воды с ТЭЦ 2. Наиболее высокие значения фитомассы отмечены в июне 2018 года и составили 268,7±62,3 г/м2 сухой массы. На станции 4 степень развития высших водных растений была аналогична на станции 3, самые высокие значения биомассы зарегистрированы в июле 2019 - 169,7 ± 23,0 г/м2 сухой массы. В остальной период вегетации значения биомассы по всей протоке были на порядок меньше.
3. Валовая первичная продукция (В1111) макрофитов, рассчитанной на основе биомассы, имела неравномерное пространственно-временное распределение: высокие значения ВИП в июле 2018-2019 гг. выявлены в нижней части протоки и варьировали от 191,30 до 671,85 г/м2месяц. В другие месяцы вегетационного периода величины ВПП были ниже.
4. Наиболее высокие концентрации хлорофиллов А и В показаны для роголистника погруженного и урути сибирский, а низкие - для элодеи канадской. Соотношение хлорофиллов было типично для водных растений, которых относят к тенелюбивым и изменялось в пределах от 1,25 - 2,82.
5. Такие фотосинтетические показатели как величины угла наклона световой кривой (а) у рдеста пронзеннолистного, роголистника погруженного и урути сибирской были значительными (0,130 - 0,253), а высокие значения нижнего предела насыщающей радиации (Ek) у этих растений (134,31 -495,27) свидетельствовали об интенсивном использовании ФАР при низких интенсивностях света и, что они относятся к теневыносливым растениям.
6. Методом РАМ-флуоресценции установлены пределы потенциальной валовой первичной продукции высших водных растений: для элодеи канадской средние пределы колебаний составили от 76,22 до 201,23 гС/час*м2; для урути сибирской 190,29 - 869,12 гС/час*м2; для роголистника погруженного 218,83449,87 гС/час*м2 ; для рдеста пронзеннолистного 317, 22- 1159,24 гС/час*м2.
