Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Структура и продуктивность фитопланктона Кучурганского водохранилища и их сукцессии под длительным воздействием Молдавской ГРЭС

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Структура и продуктивность фитопланктона Кучурганского водохранилища и их сукцессии под длительным воздействием Молдавской ГРЭС"

РГ8 О

АКАД&1ИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ МОЛДОВА 2 1" Ш!\ ИНСТИТУТ БОТАНИКИ

На правах рукописи

ЫОХАШа МИ ИЕРАПИ ДЕЯБ

СТРУКТУРА И ПРОДЖиЗКОСТЪ ФИТОПЛАНКТОНА КУЧУРГАЯСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА И ИХ СУКЦЕССИИ ПОД ДШНГЬНШ ВОЗДЕЙСТВИИ МОЛДАБ-' СКОИ ГРЭС

Автореферат

диссертации ка соискание ученой степени кандидата биологических- наук

03.00.05 - ботаника

Кишязв - 1994

Работа в-шолнена на кафедре ботаники государственного университета Республики Молдова .

Научный руководитель - доктор биологических наук, профессор •

В.М.кАЛАРЬ.

О^ациальние оппоненты: 1. доктор биологических наук, профессор

К.Г.КОМАШК

2. доктор биологических наук, профессор В.4.РУДИК

Восгава учреждение - Лаборатория гидробиологии

Института зоологии АН Молдовы

Залита диссертации состоится " / " '0>?г)<>. /П 1994 г. г / п час. на заседании Совета по защите докторских -иссортадпй ДХ 03.92.12 при Институте ботаники Академии наук Республик]; Молдова по адресу: 277002, г.Кишшев.ул.ДэдурийДв.

С диссертацией мазно ознакомиться в Научной библиотеке Института, ботаники Академии наук Республики Молдова.

Автореферат разослан " Т " а и те; 1994 г.

Ученш!. секретарь Совета по защите.докторских диссертаций, дсйтор^лологи-

ческпх наук Х^Р^Р^Л1? Е.Г.ТОПАЛо

//

Актуальность Т5>щ. Усяланае научных исследований, направленных па рациональное использование з охрану еодных рзсурсов, неразрывно связано с изученном фитопланктона. В процессе жизнедеятельности водоросли обогацазт водную сроду кислородом, опро-дзляззт снноочпститользуа способность природных зод, формируют их качество п, в коночном итого, определяют биологическую про-дувтавзозхь водоеш. Это особанно вагно для водохраншпац-охла-Дителей крупных ТЭС и АЭС.

Сброс теплых вод электростанцией: в водоецы-охладптелп оказывает больяоэ влияние на гидрохимический а гидробиологический рэ.т2л£ бодоопое. Суяествэняоэ влияние ТЭС на водные организмы оказывается при прохождении послэдних чэрэз конденсаторы турбин, где они подвергается болъссыу давлении и повышенной температуре . Крена того, ТЭС загрязняет водоеглы различшега хишчес-гжз всщестЕЯМЗ - создзнэнаяна хлора, казутсы, щалочьгз, кислотами, ионами -гяязлых ггзталдоз а др. 1й2эгциося в литература данные по влиянии ТЭС л АЭС Ездовутз структуру фитопланктона, дана-озу ого чпслэкнсстя и фотосхштетяческув активность водорослей в водохрахшлщах-охладатэлях в основной относятся к первым 2-3 годам работы электростанций и часто противоречивы. Позтомупред-ставлял интерес проследить за сукцэсспхка фитопланктона под влиянием Молдавской ГРЭС на протяжении бодзв длительного пзрио-да, начиная с 1954 по 1993 гг. Таких длительных наблюдений, яа~ сколько пац известно, оцз никто но проводил.

Цо.Тп 'л .задачи, ясследозаши. Дать характеристику воздойст-вия ЕолдавсксЗ ГРЭС на структуру, распределение, степень количественного развития фитопланктона а интенсивность его фотосинтеза в Кучурганском водохранилище на протяжении почти 30 лот с момента пуска в строй ЖТЭС до настоящего зрекена. Для рзЕзнид данной дели парэд иака постахлеяы следующие задачи.

1) Анализировать и обобщать литзратурннэ свэдония и неопубликованные даиннэ кафедры ботаники государственного университета [.'олдовы за 1564-1989 гг. по динамика видового состава, численности, биомассе а интенсивности фотосинтеза ггатоплаяктсна в К.у-чургансксм водохранилища;

2) Изучить видовой состав фитопланктона и его распределение в иастояяэе время (1990-1993 гг.) по водохранилищу и в рзке Ту-рунчук в зависимости от стзпени влияния ГРЭС и других факторов;

3) Изучить динамику численноета в биомассы фитопланктона - в разных точках водоема в зависимости от температуры воды;

4) Изучить сезонную и суточную динамику интенсивности фотосинтеза фитопланктона в водохранилище в зависимости от температуры воды, состава и степени количественного развития планктонных водорослей и глубины вода;

5) На основе выявления соотношения видов-индикаторов садробно-сти определить уровень загрязнения воды в водохпанилище е направленность втого процесса, используя для этого сбои наблюдения за 1990-1993 гг.» литературные данныо, а таксе неопубликованные материалы кафедры ботаники государственного университета Молдовы.

Научная новизна работы. Впервые сделал анализ влияния TSC на видовую структуру, развитие, распределение и продуктивность фитопланктона в водохранилище-охладителе на протяжении 30 лот. Таких исследований ранее не проводились ни в одной водохракали-ще-ахладителе ТЭС и АЭС. В результате многолетних исследований установлено, что воздействие Молдавской ГРЭС привело к увеличению среднегодовой минерализации воды от 450 до 1355 ыг/л и среднегодовой температуры до I4,5-IS°C. Это способствовало изменению качественного и количественного состава фитопланктона и его продуктивности в Кучурганском водохранилище. Выявлен ряд вновь появившихся солоноватоводных в теплолюбивых вксокосапробНЕг форм фитопланктона, часть вз которых достигает массового развитая. Известно, что в первые годы работы МГРЭС имела место вспышка в развитии фитопланктона, что наблюдалось на 3-4 году после пуска в строй ТЭС. После этого произошло резкое обеднение фитопланктона как в отношении видового состава, так и по численности в биомассе. Впервые дан детальный анализ распределения видового состава фитопланктона по акватории водоема в зависимости от экологических факторов. Установлено, что в последние годы величина первичной продукции фитопланктона не обнаруживает резких изменений по сравнении с тем, что наблвдалось во второй половине 70-х гг. и на протяжении всех 80-х годов.

Практическое значение работы. Результаты исследований наложенных в диссертации, будут использованы прз организации мониторинга на водохранилище-охладителе МГРЭС, а Tasse при составлении экологической экспертизы при проектировании будущих ТЭС и АЭС. Они используются при чтении курсов "Альгология", "Гидробио-

логня" студентам гоеуншзарситата Республика Молдова, а тагзэ щя выполнении ими курсовых а даплоыаых работ.

Апробация работы. Материалы, излоаенные в диссертация, доложены на нгегодных конференциях научно-преподавательского состава госуниверситета Республики Молдова в 1991, 1992 и 1993 гг., на научной конференции по биологии в Клужском университете (Румыния, 1993), на I съезде ботаников Молдовы (Кишинев, 1992), а такзе на П съезде гидробиологов Молдовы (Кишинев, 1991).

Публикации. По материалам диссзртапил опубликованы 3 работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и списка литературы, состоящего из наз-

ваний. Работа иллюстрирована 21 цифровыми таблицами и 13 рисун-каля. В приложении приводится список видов водорослей, обнаруженных в фитопланктоне Кучурганского водохранилища, начзная с 1954 по I9S3 гг. Объем диссертации

Материал и методика исследований

Для решения поставленных в дассортациз задач пробы брадись ежемесячно на 22 станциях, расположенных в разных участках водохранилища, а такге на 3 станциях р.Турунчук, с июля 1990 по ноябрь 1993 г. по общепринятой в альгологии методике (Голлорбах,Полянский, 1951; Кузьмин, 1974, 1984; Киселев, 1969, 1980; Масюк, Радченко, 1989). Количественные пробы фитопланктона отбирали з О,5-литровых бутылках, фиксировали 40£ раствором формалина.3 лаборатории пробы осаздали в течение 14 дней. Объем осадка в каз-дой пробе оппонированием доводили до 50 мл. Количественный учет фитопланктона проводили с помощью специальной счетной камеры.

Качественные пробы фитопланктона отбирали путем процеживания через планктонную сетку Аштейна из газа й 78 100 л воды на каждой станции. Часть проб просматривалась в нивом виде. Всего за период исследований собрано и обработано 400 качественных и 525 количественных проб фитопланктона.

Интенсивность фотосинтеза фитопланктона определяли скляночным методом в его кислородной модификации (Бикйорг, IS60, 1361). Хамическзб анализы воды проводили по методике Golterrsn (1969) п Лурье (1973). За период исследований осуществлено 540 определений интенсивности фотооиятзза и 110 анализов химического состава ьсд*-;.

Фгзтжо-хзмичвскан характеристика водстаэанилщанхтавди'розд Молдавской ГРЭС!

Водохранилище-охладитель Молдавской ГРЭС сооружено на базе Кучурганского лимана в результате его одамбования в 1954 году. Водохранилище имеет вид треугольника, вытянутого с северо-запада на иго-восток. В длину оно растягивается на 15 км при наибольшей ширине у плотины 4.5 км. Общая площадь водоема колеблется в зависимости от уровня вода от 2800 до 3000 га. Максимальная глубина в нижней части водоема не превышает 4,5 к при средней глубине 2,5 и.

Заметное возрастание температуры и минерализации воды, а также стабилизация уровня воды в водохранилище привели к резкому сокращению площадей, занятых полностью погруженными высшими водными растениями и к исчезновении целого рада макрсфатов. К настоящему времени водохранилище окайиавЕо почти сплошным кольцом В 10-50 U ШИРИНОЙ, СОСТОЯЩИМ В ОСНОВНОМ ИЗ Fhragaites аиз-tralis (C8V.)Trin.ex Steud.ТОЛЬКО В ВврхОВЬб И В СЕМОЙ НИЖНеЙ

части водохранилища сохранились сплошные заросли воздушно-водных иакрофитов. В районе водохранилища резко увеличилось народа население, а в водоеме возросло количество моторных лодок, что приводит к сильному загрязнении водн веществами самого различного происхождения.

Минерализация веды в водохранилище зависит не только от основного источника водного питания (р.Турунчук - 400-600 кг/л, р.Кучурган - 625-2133 мг/л), но такге от количества дренагных вод (2500-3500 мг/л), ксторыа перетачиваются в водоем из дренажных канав. Поэтому минерализация воды увеличивается год за годом (от 450 мг/л в I9S4 г.. до 1355 мг/л в 1993 г.). Однако в настоящее время минерализация воды более стабилизировалась благодаря регулярному обмену воды с рекой Турузчук. Вода в•• Кучур-ганском водохранилище в настоящее время относится к гидрокарбонатному классу кальциевой или каяьциево-магнневой группы второго типа. В осенне-зимнее время вода в водохранилище переходит к гидрокарбонатно-сульфатноыу классу с повышенным содержанием ионов хлора.

Прозрачность воды колеблется в пределах от 160 до 225 см по диску Секки и во многом зависит от степени ветрового переме- •

шивания. Активная реакция воды (рЯ) колебалась от 7,85 до 8,65. Содержание растворенного кислорода в воде всегда было близко к норме насыщения. Концентрация аммонийного азота в период наших исследований варьировало в пределах 0,28-1,5 мг/л, нитритяого -0,01-0,31 мг/л, а нитратного - 0,13-1,2 мг/л. Количество минерального фосфора - 0,28-0,88 мг/л.

В Турунчуке почти нет макрофитов, а скорость течения воды колеблется в пределах 100-120 см/сек. Прозрачность воды находится в пределах 70-196 см. Минерализация зода в период наших исследований не превышала 461-568 мг/л.

В 1990-1993 гг. среднегодовая температура воды з разных участках водохранилища варьировала от 15,5 в верховьях до 17,3 в низшей его части. Это примерно на 3,-1-2,5°С меньше, чем наблюдалось в предыдущие годы а объясняется тем, что ГРЭС работает не на полной мощности. Максимальная температура воды в 31°С наблюдалась 6 ишя, минимальная (+6 +12°С) - в зимнее время.Зимой водохранилище замерзает лишь в верховьях и вдоль дамбы, отгораживающей лиман от .Днестра. Основная часть водохранилища даже з суровые для Молдовы зимы не замерзает.

Впдовая структура фитопланктона и ее сукцессии в условиях интенсивного комплексного использования водоема

Состав Фитопланктона до начала работы Молдавской ГРЭС

Анализ литературных данных показал, что фитопланктон Хучур-ганского лимана до начала работы ГРЭС был бедон как в качественном, так и в количественном отношении с доминированием диатомовых водорослей (Егермлн, 1Э25; Иванова, 1553). За год до пуска в строй МГРЭС, в 1364 г., в нем было обнаружено 140 видов (¡Напарь, 1971), ИЗ которых СуапорЪуга - 17, Й1гу8ор1^а _ I, Зас111з-гз-орЬ^а - 52, Хап-ЬЬорЬуга - 3, Руггор1^а - 2, Еи^ХепорЬу-ta — 19, Уо1УосорЬусеае - 3, СЫогоооссорЬусеае — 35 и Дез-спсИа1ез — 8.

Состояние фитопланктона водохранилища т первые годы работы "оллззоко:! Г?ЗС (1965-1970 гг.1

Повышение температуры воды в лимане способствовало массовому развитии Еысслх водных растеши, сильно конкурирующих с фитопланктоном в потреблении биогенных веществ. В результат- этого происходило снпяение численности фитопланктона (Шаларь, 1971 ).

Однако в то же время увеличилось видовое разнообразие фитопланктона, достигая в 1958 г. 190 видов и внутривидовых таксонов. В результате механического уничтожения макрофитов в 1Э69 г. сине-зеленые водоросли стали развиваться в массовом количестве,дости-. гая 17 млрд ел/л с биомассой I кг/и3 за счет Microcystis aeruginosa. Aphanizomenon flos-aquae e НЕДОВ ЛпаЪаепа. Однако В дальнейшем численность синезеленых и общая численность фитопланктона снизилась (356,1-5124 тыс.кл/л) в результате купоросова-кея лгиана ез расчета 0,1 мг Cu/л. В 1970 г. развигие фитопланктона в лимане было слабым, максимальная численность кэ превышала 3700 тыс.кл/л. Согласно данным В.М.Егларя (IS7I), в первые годы работы МГРЭС (I9S5-I970 гг.) видовое разнообразие фитсплак-ктона постепенно увеличивалось за счет появления многих не встречавшихся ранее видов теплолюбивых и некоторых ."здов солоновато-водных форм водорослей. Кроме того, появилось много видов,характерных для атрофированных водоемов, например, виды Carteris, E'aglena, Gymnodiniun и Др.

Состояние фитопланктона водохранилища в 1970-1985 гг..•

Наращивание мощности МГРЭС сопровождалось увеличением температуры к минерализации воды в лимана. В.связи с этим количество видов фитопланктона постепенно стало снижаться. Б 1970 г. обнаружено 120 видов н внутривидовых: таксонов. При этом в отдельные периоды, как, например, в вше 1973 г., происходит массовое развитие Gymnodiniuia aeruginosa с численностью до 1021 млн. кл/л и биомассой до 2р кг/м3. С 1974 по 1978 гг. количественное развитие фитопланктона в водохранилище было незначительным. В июне-августе I977-IS82 гг. доминирование переходит к диатомовым Еодорослям (5-7 млн.кл/л) при общей численности фитопланктона 8-10 или.кл/л. Весной и осенью численность фитопланктона снизилась до 0,2-0,3 млн.кл/л с явным преобладанием диатомовых водорослей. В 1983 г. заметно массовое развитие синезеленых водорослей (128,7 шр.кдД и 10,0 кг/м3) за счет Oscillstorie agardhii г. Microcystis aeruginosa. Диатомовые водоросли доминировали и в 1384 г. (42,9 млн.кл/л и 57,8 г/м3) за счет в основном iielosire granulate. После этого численность фитопланктона в лимане стала падать. В 1985 г., например, она не превышала 4,17 млн.кл/л и 11,4 г/м2 с явным преимуществом диатомовых водорослей (3 млнои/л и 4,1 г/м3). В последующие I98S-I989 гг. видовое разнообразие фи-

топланктока оставалось довольно низким с яенкм преобладанием диатомовых водорослей.

В результате анализа литературных данных мы пришли к выводу, что увеличение минерализации воды в лимане привело к спилению роли индифферентных, пресноводных видов и увеличению видового разнообразия солонозатоводных фор;л, некоторые из них стали массовыми.

Го интенсивности количественного развития фитопланктона отдельные годы mcího разделить на: бедчые (1968-1969, 1982, IS85, 1983, 1989); умеренные (1964-1965, I975-I97S, 1977, 1978, IS84, 1986); обильные (I96S-I957, 1973-1974, 1979, 1981, 1987) и очень богатые I980Í Однако какой-либо закономерности развития фитопланктона по годам не наблюдается.•

Прохождение воды через охладительную систему .'ЯТЗС.как отмечал В.М.Шаларь (1971, 1972, ГЭ88), сопровождается разрушением значительного к отчества фитопланктона.

Состав и распределение видов Фитопланктона в-водохрзгошпце в 1950-1993 гг.

За I9SC-I993 гг. нами в фитопланктоне водохранилища обнаружено 319 видов и внутривидовых таксонов водорослей, в том числе: Cyanophyts - 63, Chry3ophyta - I, Заcillariophyta — 120, Xantho-phyta - 3, Pyrrophyta - I, Sugleuophyta - 20, Volvocophyceae -2, Chlorococcophyceae - 2 И Des-aidiale3 - 18. По годам число видов варьировало от 143 до 212. Наибольшее количество видов и внутривидовых таксонов обнаружено в 1991 г. Однако зо все годы исследований в качественном отношении доминировали одни а те хе группы водорослей: диатомовые, хлорококковга, синезеленыэ и эв~ глунозыз. Всего же за 1964-1993 гг. з фитопланктоне водохранилища нами и другими исследозатуллми выявлено G44 вида и внутривидовых таксона: Cyanophytfl - 102, Shodophyta - I, íM^lenophyta -59, Pyrrophyta - II, Cbrysophyta - 4, 3acillariopbyta - 231, Xanthophyta - 9, Chlorophyta - 227, Volvocophyoeae - 2St rococcophycese — 131, Ulothrichophyceae — I, Dasnidiales - 37.

Кроме того, в качественных планктонных прооах попадался ряд явно бентоеннх ферм, особенно из крупнкс нитчатых зодорослоп (виды родов TJlcthrix. Spirosyra, Läouseoti^f Cladophors, 0sdo~on--ua, Sfci3eocloniuB, которых ш в список видов но аеаатл!. У-3 состава фитопланктона исчезло много видов, которые в лэрвь'з годы работы

При вычислении среднегодовой численности Фитоплагнт-оцз, ^ нами не учитывались моменты ксатковое;л:знн5й зепквни aro оаззития.

ГРЭС были обычными. К таковым относятся Paeudopolyedriopsis slcujee. Centritractus belonophorus, Ophyocytium capitatuD и др. Одновременно с этим появилось много представителей теплолюбивых, солоноватоводных, альфа-мезосапробных и даже полисапроб-ных видев, многие из которых в отдельные периоды достигали массового развития, например, Gynnodiniun neruginosun, Ceratiun hirundinell8, Cryptomonas narssonii, виды Carteris, Fhylla-rionones, Cblamydooones, lielosira, Bíddulphia, Eudorlna и др.

Впервые для водоемов Молдавии обнаружены II вадов, в т.ч. liyngbya martensiana, L.trur>cicula, Synechocystis aquatilis, Compaopogon coeruleus, Bhodomonas lacustris, Gyionodinium elbu-lum, G.fuocum, Gleaodiniun steinii, Melosiro juergensii, Jú.dis-tsns var.alpigeaa, Fragilarla bicapitata .

Наиболее высокое видовое разнообразие фитопланктона, как правило, обнаружено в никнем участке водохранилища при наиболее высокой температуре воды, а наиболее низкое - в верховьях водоема. Выявлена неравномерность распределения видов з одном в том же участке. В точках с более высокой температурой вода преобладают вольвоксовые, эвгленовые и хлорококковые, а.прЕ более низкой температуре - диатомовые водоросли.

В реке Турунчук наш за 1990-1993 гг. обнаружено 159 евдов е внутривидовых таксонов: 64 - диатомовых, 33 - синезеленых, 49 - зеленых, 8 - эвглэновых, 5 - пирофитовых.

Сопоставление общих списков встреченных планктонных .еидов в 1954-1970 и 1990-1993 гг. показало довольно низкий коэффшцвнт флористической общности (0,42) в реке Турунчук н в водохранилище ЫГРЭС. В целом флористическая общность фитопланктона по участкам водохранилища увеличивается от зимы к лету. Между р. Турунчук и'нижним участком, водохранилища процент флористической . общности гораздо выше, чем между рекой Турунчук и верхним участком водохранилища.

Практически фитопланктон в водохранилище развивается круглый год. Максимальное количество видов водорослей бшю выявлено в начале лета (в июле - 1991 г. - 112 вадов) и середине осени (октябрь 1990 г. - 110 видов), а минимальное зимой (10 - 40 видов) .

Динамика числэняости л биомассы Фитопланктона з I590-1993 гг.

Проведенные наш наблюдения за развитием фитопланктона в Кучурганском водохранилище и в р.Турунчук показали сравнительно слабое количественное его развитие. Существенных изменений в динамике и степени количественного развития фитопланктона в 19901993 гг. нэ произошло по сравнению с тем, что наблюдалось зо второй половипе 80-х годов. Это свидетельствует о том, что процессы формирования фитопланктона в водохранилище стабилизировались. 3 1990 г. численность фитопланктона в среднем по водохранилищу варьировала летом от 1278,8 тыс.кл/л до 3726,v тыс. кл/л. В нижнем участке водоема в ише IS90 г. суммарная численность достигала 8527,8 тыс.кл/л, из которых 8482,6 тыс.кл/л составляли виды рода ¿lelosira, зз диатомовых. Второе место по численности летом занимали хлорококковыа и зольвсксовыз водоросли,среди которых ЯВНО выделялись ВИДЫ родов Cartería, Scherffellia, Sce-nedesnus и др. Осенью численность фитопланктона не - превышала 375,3 тыс.кл/л с биомассой 0,59 мг/л с тем яе преобладанием диатомовых и хлорофитовых водорослэй. Зимой 1990 г. численность фитопланктона была низкой я в средней по водохранилищу на превышала 13,2 тыс.кл/л с биомассой 0,02 мг/л. В феврале 1991 г. количество фитопланктона было шзе, чем в 1990 г., яо в средаеы по водохранилищу но превышало 199,7 тыс.кл/л с биомассой 0,34 мг/л за счет главным образом холодостойких видов рода Cryptononas. среди которых явно преобладал с.егоза. В верхнем участка водохранилища численность этого вида достигала 248,7 тыс..:л/л о биомассой 0,30 мг/л. Весной 1991 г. вегетация фитопланктона были низкой. В марте, например, максимальная численность планктонных водорослей з 830,4 тыс.кл/л с преобладанием тех же видов Cryptononas наблюдалось такке в верхнем участве водохранилища. Повышение тешературы воды в апреле-мае правело к резкам изменения.! в доминирующем составе водорослей. Преобладание переход..i к диатомовым, численность которых больше в никнем участке зодое— мз, где тегяхература воды выле. 3 июне-августе 1991 г. наблюдалось постепеннее увеличение численности фитопланктона за счет возрастания роли вольвоксовых п елнезеленых водсрослей, зегета-цля которих оказалась наибольшей з верхнем участке водохранилища. Так, например, в августе. суммарная численность здесь достигала 113729,7 тыс.кл/л с биомассой 21,98 мг/л, из которых

112257,4 тыс.кл/л с биомассой 18,67 мг/л составляли синезеленые водоросли за счет в основном Anebaene spiroides, a.variabilis, í. scheremetievii , Oscilletoria princeps, O.brevis и др. В августе 1991 г. в открытой части водохранилища и особенно в его низовьях среди синезеленых преобладал Microcystis aeruginosa а в верховьях водоема продолжали господствовать те ze виды ¿naba ens. с сентября по ноябрь суммарная численность фитопланктона в целом по водохранилищу продолжала падать с 5297,7 тыс. до 977,9 тыс.кл/л. В сентябре ещэ продолжали преобладать синезеленые водоросли, однако со второй полозинп октября доминирование переходит к диатомовым. В последующие 1992 и IS93 гг. ход сезонкой динамики и степень количественного развития фитопланктона з водохранилище в значительной мере повторяют таковые з I9SI г.

В реке 1урунчук численность фитопланктона всегда была нажз, чем в водохранилище. Зимой в основном русле реки преобладают пи-рофнтовые, численность которых в феврале 1991 г.достигала 180,8 тыс.кл/л с биомассой 0,26 мг/л за счет Сгурtemores егоза.Мак-г енкальная численность фитопланктона в р.Туруичук - 2225,9 тыс. кл/л с биомассой 1,06 мг/л наблюдалась в мае 1992 г. во время длительной межени. Самая низкая численность фитопланктона в реке - 14,8 Тыс.кл/л с биомассой 0,0% мг/л обнаружена в марте IS9I г. в период весеннего паводка. Характерная особенность фитопланктона р.Турунчук - это постоянное присутствие в нем донных и донно-планктонных форм водорослей, главным образом видов üiatona, Ksvicula, Nitzschie, Gyrosygns, Surirella и Др., ЧТО вполне коррелирует с характером гидрологического режима реки. Попадая в водохранилище, эти виды частично или даже полностью выпадают из состава фитопланктона. Поэтому особого влияния река Турукчук не оказывает на формирование фитопланктояных сообществ в водохранилище. Коэффициент флористической общности между р.Турукчук и водохранилищем в целом достаточно низок и в течение года зарьирует от 0,17 до 0,73. Наибольший коэффициент флористической общности этих двух водоемов наблюдается в период заполнения водохранилища водой из iy-рунчука. И, наоборот, наиболее низкий коэффициент наблюдения в период длительного отсутствия связи между рекой и водохранилищем.

Влпянне прохождения воды через охладительную систему ГРЭС на Фитопланктон водохранилища-охладителя

В результате наших исследований за 1990-1993 гг. подсчитано, что при прохождении воды через конденсаторы турбин ТЭС разрушается примерно 62^ фитопланктона, или более 14 тонн ежесуточно, Легче всего разругается при этом синезеленые, пирофитовые и хлорококковые водоросли, меньгсе - диатомовые. Численность фитопланктона и его биомасса в сбросном канале у сифонного колодца е 2-3 раза наже, чем до поступления в агрегаты. На расстоянии .1 км от место сброса в отводном канале численность и биомасса фитопланктона почти в 2 раза ниже чем в место сброса, что связано с тем, что течением еоды с бетона срывается много бентос-нкх водорослей, которые быстро выпадают г.з фитсплаяктона.Кроме того, многие клетки, хотя внешне и выглядят целыми, мертвы и также выпадают-из фитопланктона. Но по мере приближения по отводному каналу к водохранилищу численность фитопланктона постепенно восстанавливается, но никогда не достигает той величины, что наблюдается в водохранилище.

Первичная продукция я деструкция органического вещества в водохпанилиае-охлалптэле

Анализ литературных данных и неопубликованных материалов кафедры ботаники госуниЕэрсзтета Молдовы за 1967-1985 гг. показал в целом невысокие величины интенсивности фотосинтеза фитопланктона в водохранилище (Шаларь, Унтурэ, 1975; Горбатенький, Яловицкая, 1973; Еорш, 1988). Причиной такого явления З.М.Шаларь (1372) считает исчерпание биогенных элементов в склянках,экспонированных нэ целые сутки. Поэтому мы проводили определение интенсивности фотосинтеза в дзухчасовых экспозициях.

На первых этапах работы ГРЭС величина первичной продукции в водохранилище колебалась в достаточно больших пределах. Валовая первичная продукция,по данным В.М.Шаларя (1972), варьировала от 0,11 до 3,63 от 02/л в сутки, в редких случаях доходила до 7,7 от 02/л в сутки. Но поскольку и величина деструкции была высокой, то чистая первичная продукция довольно часто носила отрицательный характер. Резкие колебания величины пер-вячной продукции на первых этапах работы ГРЭС были сопряжены с- такнгла же резники колебаниями численности фитопланктона в водохранилище.Однако со второй половины 70-х гг. а на протяжении 80-х гг. состав :: степень количественного развития фитопланктона в водохранилище стабилизировались,что безусловно, от-

II

разилось на величине первичной продукции. В конце 70-х годов валовая первичная продукция в водохранилище находилась в пределах 0,2-4,7 от ©¿/л в сутки.

За период наших исследований величина валового фотосинтеза в нижней части водохранилища варьировала, от 0,21 до 1,28 мг С¿А за 2 часа экспозиции. Величина деструкции колебалась е пределах 0,16-0,58 мг О2/Л. При этом чистая первичная продукция составляла 0,16-0,58 мг О2/Л за 2 часа экспозиции. Зто достаточно высокие показатели. Наибольшие величины первичной проекции наблюдались в августе-сентябре при наиболее высокой численности фитопланктона, а наиболее низкие - в зимнео время, когда фитопланктон скудный- Резких колебаний величин первичной продукции наш не наблюдалось в течение года.

Определение интенсивности фотосинтеза на разных глубинах показало,. что фотосинтетическая активность водорослей остается высокой во всем столбе воды, и, следовательно, продуктивность водоема высокая. В августе 1990 г., например, в поверхностном слое воды валовая первичная продукция составляла 0,97 мг О2/Л за 2 часа экспозиции, а на глубине 2,5 ы, у дна 0,37 мг 02/л. Такая разница в величине первичной продукции в слое воды 0,5 м от поверхности и у дна на глубине 2,5 м наблюдалась в подавляющем большинстве случаев. Нами установлено, что на глубине 1,5 м от■ поверхности интенсивность фотосинтеза, хотя и нозначктегьная^се же в полтора-два раза меньше, чем в слое воды 0,5 м. Разница не в интенсивности фотосинтеза на глубине 1,5 и 2,5 м намного меньше, чем при сравнении глубин 0,5 и 1,5 м. Отмечены даже случаи, когда на глубине 2,5 м величина первичной продукции такая же, или даже выше, чем в поверхностном слое. Это случалось в июне 1991 г., когда в фитопланктоне преобладали крупноклеточные формы диатомовых зодорослей, количество которых у дна значительно -больше, чем в поверхностном слое воды.

Нами проводились опыты по определению влияния температуры воды на интенсивность фотосинтеза фитопланктона. Для этого склянки, наполненные водой в одном месте, экспонировались в раз-пых точка?: с разницей температуры воды в Ю-12°С. Такие опыты мы проводили ежемесячно на протяжении всего года.

Ракьсе В.М.Шаларь (1972), проводивший наблюдения в весеннее время, установил, что оптимальная температура для наиболее высокой интенсивности фотосинтеза в весеннее время - 25°о, а

та;.поратура в 29°С тормозит фотосинтез. Доргам, 1979, изучавций фотосинтез в Кучурганском лимане летом, установил, что наибольшая фотосинтетическая активность фитопланктона наблюдалась при температуре воды в 31-34°С. Проведенные нами опыты показали,что зимой, в первой половине в^сны и осенью, когда в фитопланктоне преобладают холодостойкие криптомонады и диатомовые водоросли, наиболее интенсивный фотосинтез протекает з диапазоне 18-20°С, а уже при температуре 24,5°С происходит резкое снижение фстосин-татическсй активности планктонных водорослей. Летом же, когда в фитопланктоне преобладает теплолюбивые динофитовые, вольвоксо-&ые и еинезелегае водоросли, наибольшая фотосинтетическая активность водорослей наблюдается при температуре воды в 27-29°С. Проведенные параллельные опыты в лимане и в отводном канале, где температура воды обычно на 8-Ю°С выше, полностью подтвердили это. Зимой,-взеной.и осенью интенсивность фотосинтеза всегда выше в канале. Летом, наоборот, в канале, где температура воды превышает 33°С, фотосинтез нике, чем в водохранилище при одном и том ге составе фитопланктона. . .

Определение интенсивности фотосинтеза з лимане перед входом в охладительную систему ГРЗС и в отдельной канале показало,-что в канала, у сифонного колодца, фотосинтез водорослей во много раз нгае, чем в водохранилище. Так, например, з мае 1992г. он составил в водохранилище. 1,17 мг О^л, а в канале - 0,3 мг О2Д, а в августе того кз года соответственно 1,02 и 0,16 мг 0о/л. Однако по мере удаления от начала канала фотосинтез водорослей постепенно восстанавливается и уге на расстоянии 5000 м от сифонного колодца его величина почти не отличается от таковой в лимане.

Нами проведены такзе опыты по выявлению суточной динамики интенсивности фотосинтеза и деструкции органического вещества в водохранилище, а такае по определению зависимости этих процессов от видового состава и степени количественного развития фитопланктона. Проведенные наблюдения показали, что как правило, в суточной динамике интенсивности фотосинтеза имеют место два максимума: в 8-10 и 15-16 часов. Меэду этими двумя пиками наблюдается депрессия в фотосинтетической активности водорослей. Однако в зависимости от погодных условий эта особенность нарушается и пики в интенсивности фотосинтеза могут быть сдвинуты.

Наблюдались случаи, когда в зависимости от погодных условий утренний максимум интенсивности фотосинтеза имел место »'езду 6 и 8 часам, а послеобеденный - а 16-18 часов. Наблюдения проведенные нами, показали, что суточный ход фотосинтеза на разнш: глубинах повторяет таковой в поверхностном слое. Однако максимальная активность фотосинтеза, на глубинах 1,5-2,5 м, как правило, наблюдалась между 12 и 14 часами. В склянках, наполненных водой из 0,5 слоя воды и экспонированных на глубине 2,5 и, интенсивность фотосинтеза оказалась почти з 2 раза ниже, чем в склянках, наполненных водой из 2,5 м слоя, и экспонированных на этой же глубине, хотя численность фитопланктона в первых склянках была значительно выше, чем во вторых.

Наш установлено, что величина первичной продукции, определенной в суточных экспозициях, во много раз ниже таковой,определенной в кратковременных экспозициях склянок.

Для выявления зависимости интенсивности фотосинтеза от состава и численности фитопланктона нами проводились специальные опыты также в водохранилище. Одновременно в одной точке водоема наполнялись 24 склянки (12 светлых и 12 затемшлшых). Первые 6 склянок содержали естественный фитопланктон. Во вторых 6 склянках фитопланктон разбавлялся дважды водой из водохранилища, про?-фильтрованной через мембранный фильтр й 6. Третьи 6 склянок • наполнялись водой, разбавленной в три раза, а четвертая группа склянок - водой, разбавленной в 4 раза. Все склянки экспонировали одновременно на 2, 4 и 6 часов. В результате этих опытов нами установлено, что фотосинтетичбская активность единицы биомас- • сы обратно пропорциональна плотности фитопланктона и длительности экспозиции склянок. Однако эта зависимость проявляется четко при обильном фитоплаилюне. Если численность фитопланктона ниже 450-500 тыс.кл/л, то фотосинтетаческая активность водорослэй падает независимо от видового состава фитопланктона. Эту особенность следует учесть при выборе методики определения интенсивности фотосинтеза в водоемах различной трофности. Чем выше численность фитопланктона, тем скорее лнгибируется фотосинтез в изолированных склянках и тем больше искагаются результаты измерения перш-чной продукции. Нами установлено, что в период массового развития фитопланктона в водоеме продслдительность зкспозицзк склянок Ее должна превышать 20-20 мин. Если яа численность фитопланктона нижз 400-500 кл/л, то для получения более объективных ирзд-

ставленяй об истинной величина первичной продукции склянка необходимо экспонировать ке менее, чем на 4--5 часов.

Что же касается деструкционных процессов, то они во время наших исследований не обнаружили каких-либо резких колебаний ни по сезонам года, ни в течение суток, Величины деструкции всегда были заметно Hiiae величин фотосинтеза, а потому чистая первичная продукция Есзгда была значительной, что свидетельствует о высоких продукционных возможностях -экосистемы водохранилища.

Саппобиологическая характеристика водохранилища

Состав и степень количественного развития видов - индикаторов сапробности дает правильное представление о состоянии качества вода в 'любом водоеме. Проведенные наш исследования показали, что в реке Турунчук за период с 1964 по 1993 годы количество видов-индикаторов сапробности увеличалось с 40 до 66. Особенно заметно увеличилось число видов элъфа-иэзосадробной зоны загрязнения - с 3 видов в 1964 г. до II видов в 1993 голу, что не мажет вызвать трегогу. В водохранилище жэ число вкдов-индакато-ров сапробности в период наших исследований в целом осталось таким же, как и в период с 1964 по 1970 гг. Всего в водохранилище в период с 1990 по 1993 гг. обнаружен Ï3I вид-индикатор сапробности. Столько яе их было и в 1964-1970 гг. Однако соотношение различных групп садробяых организмов рэзко изменилось. Как п в реке Турунчук, в водохранилище резко возросла роль высокосапроб-ннх организмов. Число видов, относящихся к альфа- л альфа-поли-сапробннм зонам загрязнения, в период наших исследований удвоилось. Одновременно с этим уменьшилось количество видов, относящихся к олиго-мозосапробной зоне загрязнения.

Индекс сапробности в реке Турунчук в период наших исследований варьировал в пределах 1,48-1,98. В водохранилище индекс сапробности значительно выше и на протягонии большей части года превышает 2,0. Сравнение индекса сапробности различных участков водохранилища не показало каких-либо явных различий в степени органического загрязнения зоды в нпх. Лишь в верхнем участке водохранилища индекс салрсбноста несколько Еыше, чем в остальных участках, что, очевидно, связано с разложением здесь растительной массы, которая развивается летом в огромном количестве. Ка-ких-тлибо резких колебаний величины индекса сапробности по сезонам года ке наблюдалось. Лишь в самых общих чертах можно говорить о некотором сшсекда индекса сапробности в зимне-весеннее

15

время и незначительном ее увеличении летом. Не обнаружено больших. различий в величина индекса салробыости по годам.

ВЫВОДЯ

1. До пуска в строй МГРЭС видовое разнообразие фитопланктона зе превышало 140, из которых 68% составляли случайно попадающие в планктон эпифитные формы.

2. В перше года работы ГРЭС в связи с увеличением температуры воды, нарастанием концентрации в воде минеральных ионов и биогенных веществ происходило резкое увеличение видового разнообразия фитопланктона, достигшее в 195S-I969 г. 355 еидов и внутривидовых таксонов, из которых диатомовых - 142, хлорофатовых

- 141, синезеленых - 38, эвгленовых - 30, разноггутиковых - 2, пирофитовых - I, хризофитовых - 1. Многие из еновь появившихся видов оказались случайными и впоследствии исчезли.

3. Стабилизация гидрохимического и термического режимов и резкое сокращение зарослей высших водных растений призели к существенной перестройке видового состава водорослей.Разнообразие индифферентных по отношению -к минерализации воды олиго- и даже бета-мезосадробных видов постепенно уменьшается. Взамен их появляется ряд видов теплолюбивых, солоноватоводных, приуроченных, к более загрязненным зонам водоема. Однако количество этих видов значительно меньше, чем исчезающих, поэтому общее разнообразие фитопланктона стаю уменьшаться.

Определенная стабилизация видового состава фитопланктона началась через 10-13 лет после пуска в строй ГРЭС.

4. В период наших исследований в 1990-1993 гг. в фитопланктоне водохранилища обнаружено 319 еидов и внутривидовых таксонов, из которых: Cyanophy а - 63, Chiysophyta - I, За cillariophyta

- 120, Xaat'aophyta — 3, Pyrrophyta - IQ, Euglenophyta -20 ,'fol-vocophyceae - 22, СЫorococcophyceae - 62, Desaidiale3 - 18.

Более 20 видов и внутривидовых таксонов водорослей нами впервые отмечены для Кучурганского водохранилища, II видов оказались новыми для водоемов Молдовы: ЬупцЪуа nartbiisiana, L.trun-oicula, Synechocystis aquatilis, Coapsopogoa coeruleus, Bhodomo-aas lacustris, fiyxmodiniun albulun, G.fiecum, Glenodiniua stei-nii. Melosire juergecsii, И.distaría var.alpígena, Fxagil8ria fci-capitata..

5. Существенные изменения произошли в динамике количественного развития фитопланктона. До пуска в строй ГРЭС суммарная численность фитопланктона в целом была низкой, редко превышала 2 мдн.кл/л и только летом в свободной от зарослей макрофитов части лимана достигала 405 мян.кл/л за счет Aphenizo^enon flos-aquae. С началом работы ГРЭС количество фитопланктона начало по-степеяпо увеличиваться и достигло максимума летом 1969 г. за счот массового развитая главным образом Microcystis aeruginosa. После этого интенсивность количественного развития фитопланктона в целом снизилась. Массовое развитие обнаружено только летом 1973 Г. за счет-пирофитовой водоросли Gynnodinium aeruginosas» И В 1984 Г. за счет сшезеленой водоросли Microcystis aeruginosa ..

6. В 19Э0-1993 гг. численность фитопланктона в водохранилище была сравнительно низкой и редко превышала 10-12 млн.кл/л с преобладанием диатомовых хлорокскковых и отчасти сияезеленых водорослей. По сравнению с периодом начала работы ГРЗС в количественном отношении фитопланктон стал беднев.

7. Ваздой причиной низкого развития.фитоплашСгсна является гибель водорослей при прохождении вода через конденсаторы тур-, бин ГРЗС, когда разрушается до 625 планктонных водорослей, что существенно подрыгает воспроизводительную способность фитопланктона.

8. В реке Турунчук фитопланктон является бедным как в качественном, так и в количественном отношениях. Попадая в условия водохранилища, фитопланктон реки претерпевает существенные изменения, а некоторые виды, особенно из диатомовых и хлоронокко-внх, становятся здесь домзяиругацэш.

9. Наблюдения за интонсивнсстьэ фотосинтеза а деструкцией органического вещества показали высокий уровень трофиз водоема. Максимальная величина валовой первичной продукции в поверхностном слое вода составила 1,28 мг Og/'л за 2 часа экспозиции, а минимальная 0,36 иг О^/л.

10. Наиболее интенсивный фотосинтез наблюдается во второй половине лзта - начале осени. Максимальный фотосинтез у холодостойких водорослей криптомонад, диатомовых и др. обнарунен при 18-20°С, а у теплолюбивых водорослей - синезеленых, динофатовых, вольвоксовнх а др. - при '27-29°С.

11. Обнаружена определенная зависимость фотосинтетической активности фитопланктона от плотности биомассы и длительности экспозиции склянок. Чем выше биомасса фитопланктона, тем ниже фотосинтез водорослей, и чем длиннее период экспозиции склянок, тем брлее низкой оказывается величина первичной продукции.

12. В суточном ходе фотосинтеза, как правило, обнаруживается два максимума. В середине дня, при болбе интенсивном солнечном освещении, фотосинтетическая активность фитопланктона падает. Это нужно учесть при выборе времени . экспонирования склянок при определении величины первичной продукции любого водоема.

13. Прохождение воды через охладительную систему ГРЭС сильно подавляет интенсивность фотосинтеза фитопланктона. По мере продвижения вниз по отводному каналу фотосинтэтическая активность водорослей постепенно восстанавливается, но никогда не достигает величины, наблюдаемой перед еходом в охладительную систему ГРЭС.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Шаларь В.Ы., Грабко H.H., Мохаммед Али Ибрагим Деяб. Сезонная динамика видового состава и численности фитопланктона Кучурганского водохранилища за 1989-1990 гг. // Conf.çtiinç. а сотр. did.-çtiiaÇ. Uaiversitatea din Moldova. Tezele refara-telor. vol.X. ChiçinSu, 1991, p.209.

2. Çalaru V.U., Uohaeed Ali. Einamica fitoplanctonului din bezinul ternie de acunulare Cuciurgan plan multienual // Gonf. çtiin^. a corp. did.-çtiinÇ. Uaiversitatea din Koldova. Tezele reieratelor- vol.1. Chiçin?u, 1992, p.218.

5. Çslaru V.U., Uoheaed Ali. Influenza trecsrii apei prin sisteaul de räcirs a ternoelectrocentralelor asupra fitoplanc-tonului. // Oongr. I al botaaiçtilor din E.iîoldova. Chiçinâu, 5-6 noieaibrie 1992, Chiçinàu, ÇtiinÇa, 1994.

ore ai КЗ al Ki.a. z//