Глава 3
Гидробиология - фитопланктон.
В альгологическом аспекте бассейн р. Северной Сосьвы до сих пор не изучен. В литературе имеются лишь краткие сведения о водорослях, найденных в выжимках мхов из луж, ручьев и зарастающих озер Полярного и Северного Урала в 1925- 1927 rr. (46], причем диатомавые водоросли не определялись. В 1970 г. М. С. Куксн были взяты разовые пробы на фитопланктон в низовьях р. Северной Сосьвы (в районе пос. Березово). В реке обнаружено 39 таксонов водорослей, но численность и биомасса фитопланктона указаны лишь в целом для водоемов поймы Малой Оби [ 1 О 1] .
В 1978-1979 гг. нами были изучены видовой состав, численность и биомасса фитопланктона в верхнем течении р. Маньи. Пробы отбирали на трех постоянных станциях в прибрежной полосе, а также в устьях двух ручьев. Количественный учет фитопланктона проводили по пробам осадочного планктона (объемом 0,5 л) общепринятыми методами с последующим расчетом биомассы. В соре Польхос-Тур в 1979-1980 гг. интегрированные пробы отбирали батометром Руттнера на пяти постоянных станциях (см. рис. 2). В 1980-1981 гг. дополнительно отбирали пробы на фотосинтез. Интенсивность фотосинтеза измеряли методом склянок в кислородной модификации. Склянки экспонировались 24 ч в 1980 г. на двух горизонтах (поверхность- дно), в 1981 г.- на трех, в связи с тем, что уровень воды был выше.
В целом фитопланктон в верховьях р. Маньи отличается бедностью видового состава. Всего обнаружено 35 видов и разновидностей, из которых днатомавые представлены 26 видами и разновидностями, сине-зеленые - 5, десмидиевые - 3, вольвоксовые - 1.
Диатомовые водоросли, составляющие основной фон в планктоне реки, являются типичными представителями горных рек и ручьев, большинство из них - стенотермные виды и галофобы. При этом ведущая роль принадлежит бентическим формам, что вполне закономерно, так как обследованный участок представляет собой сплошные перекаты с очень большой скоростью
течения.
Изменения видового состава по сезонам сводятся к тому, что зимой живые клетки не обнаружены. Весной встречаются единичные организмы диатомовых водорослей. Наибольшего видового разнообразия фитопланктон достигает в июле - августе, в основном за счет развития диатомовых, заметно снижаясь к осени.
Анализ полученных данных показал, что продуктивность фитопланктона в верховьях р. Маньи невысокая. Интенсивного развития водоросли достигали в июле - августе. Максимальная биомасса не превышала 0,5 г/м3 (табл. 15). Ведущими форма ми в планктоне были Ceratoneis arcus, Synedra, и/па, Achnant hes minutissima и их разновидности. Различия между станциями как по численности, так и по биомассе водорослей сущест венны (табл. 16). Следует отметить, что увеличение биомассы фитопланктона на отрезке реки ниже впадения ручья Ярота Шор обусловлено повышенным содержанием взвешенных веществ. Этим же объясняются различия в продуктивности фитопланктона в ручьях (см. табл. 15, 16). Снижение почти в 2 раза плотности и биомассы фитопланктона в 1979 г. связано с повышением уровня воды и усилением антропоген~ого воздействия на экоеистему реки.
Изучение фитопланктона в низовьях р. Северной Сосьвы было начато в соре Польхос- Тур (см. рис. 2). Всего в фитопланктоне сора обнаружено 113 таксонов водорослей из шести отделов: диатомовые- 54, зеленые- 34, синезеленые- 10, золотистые- 8, эвгленовые- 6, пирофитовые- 1. Широко распространенные планктонные виды составляли 45 % всех най денных форм. Остальное приходится на долю случайно-планктонных водорослей, встреченных преимущественно в планктоне литорали. Наблюдения 1979 г., начавшиеся в июне вскоре после заполнения сора, дали представление о весеннем характере фитопланктона. Планктон по составу был диатомовым (табл. 17). Ведущая роль на всех станциях принадлежала Melosira islan dica, ей сопутствовала Tabellaria flocculosa (табл. 18). Эти виды определяли ход изменения биомассы. Средневзвешенная биомасса составляла 3,9 г/м • Со второй половины июня началось формирование летнего комплекса фитопланктона, выразившееся в увеличении роли синезеленых, эвгленовых и протококковых на общем фоне снижения биомассы - 0,05-0,4 г/м3 (табл. 19). С этого момента хорошо прослеживаются различия между станциями. Интенсивная вегетация синезеленых отме чена в южной части сора. На мелководных станциях в литорали до середины июля по биомассе и численности превалировала Anabena lemmermanii (от 40 до 90 %) , чему способствовали уменьшение влияния речных вод, прогревание воды и действие ветрового сгона. Максимальная биомасса достигла 6,7 г/м3
Таблица 17
Таксономическое разнообразие фитопланктона сора Польхос-Тур, 1979 r.
(табл. 19, 20). Однако в центральной и северной частях сора продолжала доминировать мелозира, а субдаминантами стали типичные представители летнего планктона. Со второй половины июля уровень развития синезеленых снизился и господствую щее положение вновь заняла мелозира- до 10 г/м 3 на отдельных станциях. Исключение составляла станция V, где при низких абсолютных величинах биомассы фитопланктона велико относительное содержание эвгленовых и протококковых
Таблица 20
Сезонная динамика фитопланктона сора Польхос-Тур, 1979 г.
Пр и меч а н и е. В числителе- численность, млн кл; л, в знаменателе- биомасса г/к•.
(табл. 20, 21). Для осеннего периода характерно общее равно мерное снижение вегетации водорослей при однородности со
става.
Таким образом, в сезонном аспекте развитие фитопланктона сора Польхос-Тур можно охарактеризовать двувершинной кривой с максимальными величинами в июне и июле, что хорошо объясняет развитие зоопланктона. Оба месяца наиболее продуктивны, причем самая высокая продуктивность фитопланктона почти в течение всего вегетационного периода отмечена на станции 11- до 16 г/м , а самая низкая - до 0,2 г/м в прибрежной станции 1 (табл. 22). Если выразить биомассу фитопланктона в калориях, то единовременные запасы органического вещества составят 1889 калорий.
Как биомасса фитопланктона, так и число его клеток при любом способе выражения передают только степень его развития в каждый данный момент. За вегетационный сезон фитопланктон продуцирует во много раз больше органического вещества, чем его содержится в биомассе. Поэтому для оценки роли фитопланктона в биотическом круговороте и продуктивности водоема необходимо знать величину его продукции. В 1980-1981 гг. мы определяли продукцию фитопланктона.
Таблица 22
Процуктивность фитопланктона в соре Польхос-Тур в 1979 г., г/м2
Т а блиц а 23
Первичная продукция и деструкция органического вещества в соре Польхос-Тур в 1980 г.
Т а блиц а 24
Первичная продукция и деструкция органического вещества в соре Польхос-Тур в 1981 г.
Результаты двухлетних исследований показали, что _ процессы продуцирования и деструкции органического вещества в соре протекают с различной скоростъю на разных горизонтах. В 1980 г. интенсивность фотосинтеза была значительно выше в поверхностном горизонте, где его максимальная скорость до стигла 2,9 г О2/л в сутки. В придонном горизонте колебания фотосинтеза составляли 0,3-1,9 мг О2/л в сутки. Деструкционные процессы в течение двух лет интенсивнее проходили у самой поверхности (см. табл. 1 О, 11).
Различия в продуцировании органического вещества между станциями незначительны, о чем свидетельствуют средние ве личины продукции под 1 2 поверхности (табл. 23, 24). При сопоставлении данных за рассматриваемые годы прослеживается общее повышение продукции фитопланктона в l ,3 раза, деструкции - в 1,5 раза. Следует отметить, что деструкционные процессы выше в июле, что связано с большим поступлением аллохтоннаго органического вещества во время паводков. В 1981 г. интенсивность процессов возросла почти в 11 раз. В июле показатели этих величин сравнительно близки. В развитии валовой первичной продукции такой закономерности не наблюдается. В 1980 г. наибольшей продуктивностью отличался июнь (3,1 г О2/м2 в сутки), а в 1981 г.- июль (3,0 г /м2 в сутки, см. табл. 23, 24).
Соотношение величины продукции фитопланктона и деструк ции органического вещества (A/R) показывает и взаимосвязь в водоеме автотрофных и гетеротрофных процессов, позволяет оценить не только уровень трофности, но и в значительной степени качество воды. В условиях эвтрофирования оно приобретает особое значение, так как выражается в первую очередь в активизации продуцирования органического вещества. В 1980 г. отношение A/R в течение всего сезона было ниже единицы (0,2-0,7), а в 1981 г.- только в июне, в июле продукция органического вещества существенно превышала деструкцию (A/R· составляло 2,3-3,8). Но в. целом для сора Польхос- Тур характерен отрицательный биотический баланс.
В заключение можно сказать, что сор Польхос- Тур с годо вой валовой продукцией 221-334 ккал/м , или 21,6-31,1 г· С/м , относится к слабоэвтрофным водоемам.