Содержание хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона водохранилищ волжского каскада (Россия)
Выполнен анализ содержания хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона (хл. a/Б) и определяющих его факторов в водохранилищах Волги. Выявлена тесная (r² = 0,73) линейная зависимость между биомассой (Б) и содержанием хл. а, на основе которой получено уравнение для расчета биомассы: Б = (0,225±0,010...
Gespeichert in:
| Datum: | 2014 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України
2014
|
| Schriftenreihe: | Альгология |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/81426 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Содержание хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона водохранилищ волжского каскада (Россия) / Н.М. Минеева, Л.Г. Корнева, В.В. Соловьева // Альгология. — 2014. — Т. 24, № 4. — С. 477-488. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-81426 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-814262015-05-16T03:01:50Z Содержание хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона водохранилищ волжского каскада (Россия) Минеева, Н.М. Корнева, Л.Г. Соловьева, В.В. Экология, ценология, охрана и роль водорослей в природе Выполнен анализ содержания хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона (хл. a/Б) и определяющих его факторов в водохранилищах Волги. Выявлена тесная (r² = 0,73) линейная зависимость между биомассой (Б) и содержанием хл. а, на основе которой получено уравнение для расчета биомассы: Б = (0,225±0,010) хл. a. Показана связь хл. a/Б с абиотическими характеристиками водной толщи, таксономическим и размерным составом фитопланктона, отражающая сезонные изменения в отдельных водохранилищах и зональные изменения в каскаде. Зроблено аналіз вмісту хлорофіла а в одиниці біомаси фітопланктона (хл. а/Б) і визначаючих його факторів у водосховищах Волги. Встановлено тісну (r² = 0,73) лінійну залежність між біомасою (Б) і вмістом хл. а, на основі якої отримано рівняння для розрахунку біомаси: Б = (0,225 ± 0,010) хл. а. Показано зв’язок хл. а/Б з абіотичними характеристиками водної товщі, таксономічним і розмірним складом фітопланктона, який відображає сезонні зміни в окремих водосховищах і зональні зміни в каскаді. A comparative analysis of chlorophyll a content per phytoplankton biomass unit (chl. a/B) and the factors that influence it in reservoirs of the Volga River was made. The close linear relationship between biomass and chl. a (r² = 0.73) provides an equation for estimating biomass: B = (0.225±0.010) chl. a. Dependence on abiotic characteristics of waterbody, the taxonomic and size composition of phytoplankton, testify the seasonal changes of chl. a/B in reservoirs and zonal changes in the cascade. 2014 Article Содержание хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона водохранилищ волжского каскада (Россия) / Н.М. Минеева, Л.Г. Корнева, В.В. Соловьева // Альгология. — 2014. — Т. 24, № 4. — С. 477-488. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. 0868-8540 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/81426 574.583(285.2):581 ru Альгология Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Экология, ценология, охрана и роль водорослей в природе Экология, ценология, охрана и роль водорослей в природе |
| spellingShingle |
Экология, ценология, охрана и роль водорослей в природе Экология, ценология, охрана и роль водорослей в природе Минеева, Н.М. Корнева, Л.Г. Соловьева, В.В. Содержание хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона водохранилищ волжского каскада (Россия) Альгология |
| description |
Выполнен анализ содержания хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона (хл. a/Б) и определяющих его факторов в водохранилищах Волги. Выявлена тесная (r² = 0,73) линейная зависимость между биомассой (Б) и содержанием хл. а, на основе которой получено уравнение для расчета биомассы: Б = (0,225±0,010) хл. a. Показана связь хл. a/Б с абиотическими характеристиками водной толщи, таксономическим и размерным составом фитопланктона, отражающая сезонные изменения в отдельных водохранилищах и зональные изменения в каскаде. |
| format |
Article |
| author |
Минеева, Н.М. Корнева, Л.Г. Соловьева, В.В. |
| author_facet |
Минеева, Н.М. Корнева, Л.Г. Соловьева, В.В. |
| author_sort |
Минеева, Н.М. |
| title |
Содержание хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона водохранилищ волжского каскада (Россия) |
| title_short |
Содержание хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона водохранилищ волжского каскада (Россия) |
| title_full |
Содержание хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона водохранилищ волжского каскада (Россия) |
| title_fullStr |
Содержание хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона водохранилищ волжского каскада (Россия) |
| title_full_unstemmed |
Содержание хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона водохранилищ волжского каскада (Россия) |
| title_sort |
содержание хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона водохранилищ волжского каскада (россия) |
| publisher |
Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України |
| publishDate |
2014 |
| topic_facet |
Экология, ценология, охрана и роль водорослей в природе |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/81426 |
| citation_txt |
Содержание хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона водохранилищ волжского каскада (Россия) / Н.М. Минеева, Л.Г. Корнева, В.В. Соловьева // Альгология. — 2014. — Т. 24, № 4. — С. 477-488. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. |
| series |
Альгология |
| work_keys_str_mv |
AT mineevanm soderžaniehlorofillaavedinicebiomassyfitoplanktonavodohraniliŝvolžskogokaskadarossiâ AT kornevalg soderžaniehlorofillaavedinicebiomassyfitoplanktonavodohraniliŝvolžskogokaskadarossiâ AT solovʹevavv soderžaniehlorofillaavedinicebiomassyfitoplanktonavodohraniliŝvolžskogokaskadarossiâ |
| first_indexed |
2025-07-06T06:17:25Z |
| last_indexed |
2025-07-06T06:17:25Z |
| _version_ |
1836877246297538560 |
| fulltext |
Содержание хлорофилла a в единице биомассы
ISSN 0868-8540. Альгология. 2014, 24(4) 477
УДК 574.583(285.2):581
Н.М. МИНЕЕВА, Л.Г. КОРНЕВА, В.В. СОЛОВЬЕВА
Учреждение РАН, Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина,
п. Борок, 152742 Ярославская обл., Россия
e-mail: mineeva@ibiw.yaroslavl.ru, korneva@ ibiw.yaroslavl.ru
СОДЕРЖАНИЕ ХЛОРОФИЛЛА а В ЕДИНИЦЕ БИОМАССЫ
ФИТОПЛАНКТОНА ВОДОХРАНИЛИЩ ВОЛЖСКОГО
КАСКАДА (РОССИЯ)
Выполнен анализ содержания хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона
(хл. a/Б) и определяющих его факторов в водохранилищах Волги. Выявлена тесная
(r 2 = 0,73) линейная зависимость между биомассой (Б) и содержанием хл. а, на
основе которой получено уравнение для расчета биомассы: Б = (0,225±0,010) хл. a.
Показана связь хл. a/Б с абиотическими характеристиками водной толщи, таксоно-
мическим и размерным составом фитопланктона, отражающая сезонные изменения
в отдельных водохранилищах и зональные изменения в каскаде.
К л ю ч е в ы е с л о в а : фитопланктон, биомасса, хлорофилл а, хл. a/Б, факторы
среды, водохранилища Волги.
Введение
В гидроэкологических исследованиях биомассу фитопланктона опреде-
ляют прямым микроскопическим подсчетом клеток или косвенно по
содержанию фотосинтетических пигментов — хл. а или каротиноидов
(Butterwick et al., 1982; Foy, 1987). Использование разных методических
подходов обусловливает необходимость получения переходных коэффи-
циентов между рассматриваемыми показателями. Это объясняет интерес
исследователей к изучению соотношения хл. а и биомассы водорослей.
Несмотря на большое количество публикаций по содержанию хл. а в еди-
нице биомассы фитопланктона разнотиных водоемов (Минеева, Щур,
2012), для водохранилищ Волги такие данные немногочисленны. Они
получены для Иваньковского и Куйбышевского водохранилищ
(Пырина, 1966), для Куйбышевского (Экология …, 1989) и Рыбинского
водохранилищ (Елизарова, 1974), для Средней и Нижней Волги
(Михеева, Бусько, 1975), но не охватывают волжский каскад целиком.
В данной работе проведен сравнительный анализ содержания хлоро-
филла а в единице биомассы фитопланктона и определяющих его фак-
торов в разных экологических условиях на примере водохранилищ
Волги.
Материалы и методы
В работе использованы данные полевых наблюдений, полученные в
водохранилищах Волги в июне 1990 и 1991 гг., августе 1989—1991 гг. и
октябре 1990 г. Подробные сведения по Рыбинскому вдхр., а также методика
сбора и обработки данных опубликованы ранее (Минеева и др., 2013).
© Н.М. Минеева, Л.Г. Корнева, В.В. Соловьева, 2014
Н.М. Минеева и др.
478 ISSN 0868-8540. Algologia. 2014, 24(4)
Отношение хл./Б (% сырой биомассы) рассчитывали по биомассе
фитопланктона (Б) и содержанию хл. а (хл.), которые определяли в
одной и той же пробе воды. Для статистической обработки использо-
ваны стандартные компьютерные программы. Достоверность различий
хл./Б в зависимости от изменения факторов среды оценивали по крите-
рию Стьюдента t, считая различия значимыми при t > 1,96 (P < 0,05).
Бассейн крупнейшей реки Европы Волги, протяженность которой
составляет более 3530 км, расположен в различных природно-клима-
тических зонах от южной тайги на севере до полупустыни на юге.
В настоящее время река представляет собой каскад из восьми крупных
относительно мелководных водохранилищ замедленного водообмена с
площадью зеркала от 249 (Угличское) до 6150 км2 (Куйбышевское).
Средняя глубина водохранилищ с севера на юг увеличивается от 3,4 до
10 м. От Верхней к Нижней Волге также увеличиваются прозрачность
(0,9—1,5 м) и общая сумма ионов (180—260 мг/л), а цветность воды
снижается от 60 до 30 градусов (Волга …, 1978; Litvinov et al., 2009).
Волжские воды характеризуются достаточным для развития фито-
планктона содержанием биогенных веществ (в среднем 0,88—1,32 мг/л
общего азота, 70—140 мкг/л общего фосфора). Трофический статус во-
дохранилищ в период исследований, оцененный по среднему содер-
жанию хл. а, соответствовал мезотрофному для Угличского, Саратов-
ского и Волгоградского (<10 мкг/л) водохранилищ, умеренно эвтроф-
ному для Куйбышевского (1015 мкг/л) и эвтрофному для Иваньков-
ского, Горьковского и Чебоксарского водохранилищ (>15 мкг/л)
(Минеева, 2004).
Результаты и обсуждение
Биомасса фитопланктона и содержание хл. а в водохранилищах Волги
изменяются в широком диапазоне. Минимальная биомасса в период
исследований составляла 0,19—0,46 мг/л, максимальная — от 5,7
(Волгоградское) до 15,5 мг/л (Чебоксарское). Основной вклад в био-
массу в среднем для водоемов в начале лета и осенью вносили
Bacillariophyta (от 66 до 97 %). В разгар лета их доля снижалась и 30—
81 % суммарной биомассы составляли Cyanophyta. В ряде случаев при
сохранении лидирующих позиций диатомовых (русловые Угличское и
Саратовское водохранилища в 1989 и 1991 гг.) и/или при увеличении
доли Chlorophyta более 10 % (Иваньковское, Угличское) относительное
количество Cyanophyta в разгар лета не превышало 20 %. В самом
южном Волгоградском вдхр. вклад Cyanophyta оставался высоким и в
октябре. В отдельные сроки отмечалось заметное обилие криптофи-
товых и динофитовых водорослей. Их средняя для водоема биомасса в
сумме составляла 7—13 % в Угличском (август 1989 г.), Горьковском
(июнь 1991 г.), Куйбышевском (август 1990 г., июнь 1991 г.), Саратов-
ском и Волгоградском (август 1990 г.) водохранилищах (табл. 1), а на
отдельных станциях достигала 30—40 %.
Содержание хлорофилла a в единице биомассы
ISSN 0868-8540. Альгология. 2014, 24(4) 479
Содержание хл. а варьировало от минимальных 1,5—4,5 мкг/л до
максимальных 15—30 мкг/л показателей в мезотрофных Угличском,
Саратовском, Волгоградском водохранилищах и до 77—150 мкг/л — в
остальных. Средние для водоемов величины в начале июня составили
4,4—11,4 мкг/л, а в октябре 10,3—12,6 мкг/л в водохранилищах Средней
Волги и менее 2 мкг/л на Нижней Волге. В августе средние показатели
изменялись в более широких пределах: 5,7—14,5 мкг/л в Угличском,
Саратовском и Волгоградском водохранилищах; 18,2—33,6 мкг/л в
Иваньковском и Горьковском; 9,4—27,9 мкг/л в Чебоксарском и
Куйбышевском (см. табл. 1). Диапазон наиболее часто встречаемых
величин (42—47 % общего числа наблюдений) составил 1—5 мг/л для
биомассы и 10—30 мкг/л для концентрации хл. а.
Содержание хл. а в единице биомассы изменялось от минимальных
0,05—0,28 до максимальных 1,25—5,19 величин. Около половины (48 %)
всех значений хл./Б находились в диапазоне 0,1—0,5 и 30 % величин в
диапазоне 0,50—1,0. Предыдущими исследователями (Пырина, 1966;
Елизарова, 1974; Михеева, Бусько, 1975; Экология …, 1989) получены
более низкие величины хл./Б, максимальные показатели — 0,53—1,79.
Это свидетельствует о наметившейся тенденции к росту величин хл./Б
волжского фитопланктона. Причиной может быть как изменение
баланса крупно- и мелкоклеточных форм в сторону увеличения
последних, так и наличие заметного количества зеленых водорослей
(Корнева, 2009), характеризующихся повышенным клеточным содер-
жанием хл. а. Chlorophyta — постоянный компонент фитопланктона
Волги (см. табл. 1), их доля в суммарной биомассе фитопланктона на
отдельных участках достигает 20—50 %. Рост величин хл./Б на фоне
многолетней изменчивости биомассы и концентрации хл. а четко
прослеживается в Рыбинском вдхр. (Минеева и др., 2013).
В сезонном цикле пониженным содержанием хл. а в единице
биомассы (средние для водохранилищ 0,05—0,11) характеризовался
фитопланктон в начале июня в период интенсивного прогрева водной
толщи и сезонной смены сообществ. В разгар лета диапазон величин
хл./Б был наиболее широким: средние величины изменялись от 0,16—
0,29 до 0,64—0,93, осенние оставались высокими (0,33—0,85), но были
более стабильными (см. табл. 1).
Между биомассой фитопланктона (Б, мг/л) и содержанием хл.
(мкг/л) в волжских водохранилищах прослеживается тесная линейная
зависимость (см. рисунок), которая для всех данных (n = 190)
аппроксимируется уравнением:
хл. = (3,23 ± 0,14) Б, r2 = 0,73, F = 497. (1)
За пределы 95 %-ного доверительного интервала на графике выходят
лишь пять из 190 точек. Они относятся к летнему периоду, объединяют
станции с биомассой от 5,8 до 14,8 мг/л и высоким (от 53 до 84 мкг/л)
содержанием хл. а. Линейная зависимость между хл. а и биомассой
получена для многих пресноводных водоемов (Минеева, Щур, 2012) и,
в частности, для сезонных изменений хл. а и биомассы в Рыбинском
Н.М. Минеева и др.
480 ISSN 0868-8540. Algologia. 2014, 24(4)
Содержание хлорофилла a в единице биомассы
ISSN 0868-8540. Альгология. 2014, 24(4) 481
Н.М. Минеева и др.
482 ISSN 0868-8540. Algologia. 2014, 24(4)
и Шекснинском водохранилищах (Минеева и др., 2013). Коэффициенты
детерминации между биомассой и хл. а (r2) достоверны во всех
водохранилищах волжского каскада (см. табл. 1).
Зависимость между содержанием хл. а и биомассой фитопланктона (Б) в
водохранилищах волжского каскада (пунктир — 95 %-ный доверительный интервал)
Основываясь на полученной зависимости (1), для ориентировочной
оценки биомассы можно использовать уравнение (2). При кон-
центрации хлорофилла от 1 до 100 мкг/л относительная погрешность
расчета биомассы составляет ±4,4 %.
Б = (0,225 ± 0,010) хл., n = 190, r2 = 0,73, F = 497. (2)
Вариабельность хл. а/Б в природных условиях связывают с фак-
торами среды и составом сообществ. Большинство факторов неотделимо
друг от друга, что затрудняет оценку их воздействия на хл./Б. Так,
поступление солнечной радиации и, соответственно, температура воды
меняются в течение суток. Они напрямую связаны с сезоном года, а
более масштабно — с географической широтой. Анализ влияния
внешних условий на фитопланктон Волги представляет особенный
интерес, поскольку формирование среды обитания альгоценозов в
волжском каскаде в значительной степени определяется географической
зональностью.
Связь хл. а/Б с температурными и световыми условиями, биомассой
и составом фитопланктона, как и для их сезонных изменений в
Шекснинском и Рыбинском водохранилищах (Минеева и др., 2013), с
определенными вариациями проявляется в масштабах всего каскада.
Как и в отдельных водохранилищах, минимальные показатели хл. а/Б
получены при температуре ниже 10 оС, максимальные — в интервале
10—15 оС, а выше 15 оС величины хл. а/Б снижаются (табл. 2). Эти
изменения достоверны по критерию Стьюдента, однако они могут быть
связаны не только с непосредственным температурным влиянием, но и
с особенностями состава сообществ.
Содержание хлорофилла a в единице биомассы
ISSN 0868-8540. Альгология. 2014, 24(4) 483
Таблица 2
Изменение отношения хл. а/Б по градиенту абиотических факторов, концентрации
хлорофилла и биомассы фитопланктона
Фактор Пределы хл./Б, % Фактор Интервал хл./Б, %
5—10 0,32 ± 0,04 <0,5 1,17 ± 0,10
10—15 0,90 ± 0,08 0,5—1 0,66 ± 0,05
15—20 0,51 ± 0,05 1—3 0,51 ± 0,03
Температура, оС
>20 0,52 ± 0,04 3—5 0,38 ± 0,04
0,5—1,0 0,55 ± 0,12 5—10 0,27 ± 0,02
1,0—1,5 0,65 ± 0,10
Общая
биомасса,
мг/л
>10 0,21 ± 0,04
1,5—2,0 0,47 ± 0,06 <10 0,47 ± 0,06
Прозрачность, м
>2 0,56 ± 0,11 10—50 0,59 ± 0,04
<50 0,52 ± 0,07 50—70 0,50 ± 0,05
70—90 0,57 ± 0,08
Цветность, град. 50—100 0,76 ± 0,08
Baillariophyta,
% общей
биомассы
>90 0,54 ± 0,07
<200 0,62 ± 0,07 <10 0,62 ± 0,05
200—250 0,83 ± 0,11 10—50 0,52 ± 0,05
250—300 0,51 ± 0,05 50—90 0,49 ± 0,04
Электропровод-
ность,
μСим/см
>300 0,45 ± 0,10
Cyanophyta,
% общей
биомассы
>90 0,35 ± 0,07
0,7—1,0 0,27 ± 0,06 1—5 0,36 ± 0,03
1,0—1,2 0,48 ± 0,08 5—10 0,60 ± 0,04
1,2—1,5 0,57 ± 0,08 10—20 0,82 ± 0,10
Общий азот, мг/л
>1,5 0,84 ± 0,22
Chlorophyta,
% общей
биомассы
>20 0,81 ± 0,10
50—100 0,43 ± 0,07 <1 0,37 ± 0,03
100—150 0,52 ± 0,07 1—5 0,46 ± 0,03
5—10 0,79 ± 0,09
10—20 0,84 ± 0,08
Общий фосфор,
мкг/л
150—200 0,73 ± 0,21
Cryptophyta +
Dinophyta,
% общей
биомассы
>20 0,93 ± 0,09
<5 0,73 ± 0,06 <1 0,32 ± 0,06
5—10 0,56 ± 0,07 1—5 0,57 ± 0,05
10—20 0,51 ± 0,10 5—10 0,58 ± 0,07
20—50 0,40 ± 0,03 10—20 0,67 ± 0,08
Хлорофилл а,
мкг/л
N/B*,
отн. ед.
>20 0,70 ± 0,22
* N/B — cоотношение численность/биомасса.
Характеристиками подводных световых условий служат прозрач-
ность и цветность воды. Максимальные значения хл. а/Б получены при
показателях прозрачности 1,0—1,5 м, близких к средним для водо-
хранилищ, что может соответствовать области светового насыщения.
При более низкой, как и при более высокой прозрачности, отмечается
незначительное снижение значения хл. а/Б. Однако изменения пока-
зателей отношения хл. а/Б с ростом прозрачности не являются
значимыми, в отличие от изменений, связанных с цветностью. В
мезогумозных водах при цветности выше 50 градусов отмечается рост
величин хл. а/Б по сравнению с таковыми в менее окрашенных водах
(см. табл. 2). Это подтверждает двойное воздействие на фитопланктон
Н.М. Минеева и др.
484 ISSN 0868-8540. Algologia. 2014, 24(4)
гуминовых соединений, которые не только ухудшают подводные
световые условия, меняя спектральный состав света и уменьшая глубину
трофогенного слоя, но и стимулируют развитие растительных клеток
(Guminski, 1983). Значимое снижение показателей хл. а/Б происходит с
ростом минерализации при электропроводности выше 250 мкСим/см. В
волжском каскаде рассмотренные показатели, во многом определяющие
условия развития фитопланктона, четко меняются с севера на юг в
зависимости от особенностей водосбора водохранилищ и объема
боковой приточности. Исходя из этого, можно предположить, что
изменения отношения хл./Б, имеющие тенденцию к снижению в водах
с более высокой прозрачностью, более низкой цветностью и повышенной
минерализацией, в определенной степени связаны с географической
зональностью и формированием стока Волги.
Положительное влияние биогенов на отношение хл. а/Б, отмечен-
ное исследователями (Трифонова, 1979; Ahlgren, 1970), в волжском
каскаде, на первый взгляд, проявляется достаточно четко: хл. а/Б
увеличивается с ростом и общего азота, и общего фосфора (см. табл. 2).
Однако эти изменения значимы лишь при росте Nобщ до 1 мг/л и
недостоверны во всех остальных случаях, что, вероятно, обусловлено
высоким, не лимитирующим развитие фитопланктона, содержанием
биогенов в водохранилищах Волги (Минеева, 2004), что считается
типичным для речных систем (Vannote et al., 1980)
Анализ связи с развитием фитопланктона показывает, что хл. а/Б
плавно снижается с ростом биомассы и изменения достоверны в
интервале от 1 до 10 мг/л (см. табл. 2). Уменьшение значения хл. а/Б
при высокой биомассе отмечено для озера Красного (Трифонова, 1976),
для Рыбинского (Елизарова, 1974) и Братского (Первичная …, 1983)
водохранилищ. Максимальные показатели отношения хл. а/Б соответст-
вуют биомассе менее 0,5 мг/л, отражая влияние таксономической и
размерной структуры сообществ. Отмечается также снижение этого
показателя с ростом концентрации хлорофилла, но оно незначимо во
всем диапазоне.
Состав фитопланктона в водоемах умеренной зоны, по мнению
многих авторов, не оказывает существенного влияния на хл. а/Б (Елиза-
рова, 1974; Трифонова 1979; Курейшевич, 1983; Ahlgren, 1970; Nicholls,
Dillon, 1978; Desortova, 1981). Однако в Рыбинском и Шекснинском
водохранилищах нами выявлено достоверное снижение показателя
хл. а/Б с ростом вклада в суммарную биомассу водорослей одного из
доминирующих отделов (Bacillariophyta или Cyanophyta), которые также
являются основными доминантами всего волжского фитопланктона. В
масштабах каскада при разнообразии внешних условий получается
несколько иная ситуация. Показатели хл. а/Б мало меняются во всем
диапазоне относительной биомассы диатомей, но достоверно
снижаются с ростом относительного обилия Cyanophyta. Значимый рост
отношения хл. а/Б, что соответствует также данным других авторов
Содержание хлорофилла a в единице биомассы
ISSN 0868-8540. Альгология. 2014, 24(4) 485
(Елизарова, 1974; Курейшевич, 1983; Курейшевич, Пахомова, 1989;
Щур, 2006), прослеживается с увеличением биомассы зеленых
водорослей более 5 % общей биомассы, что обусловлено повышенным
содержанием пигмента в их клетках. Аналогичными изменениями этого
отношения сопровождается также рост относительного обилия
динофитовых и криптофитовых водорослей от 5 % и выше. Изменения
отношения хл. а/Б с увеличением доли каждого из этих отделов
однотипны, поэтому в табл. 2 приведены средние показатели. Данные
об изменчивости отношения хл. а/Б этих таксономических групп
противоречивы (Ahlgren, 1970; Moustaka-Gouni, 1989; Felip, Catalan,
2000; Buchaca et al., 2005), что, вероятно, связано с вариабельностью их
размерного состава.
Известно, что отношение хл. а/Б у мелких форм выше, чем у круп-
ных, и разница может достигать двух порядков (Щур, 2006). Для
волжского фитопланктона (Корнева, 1993) с ростом размера клеток
четко прослеживается снижение отношения хл. а/Б как для
непосредственного показателя размерной структуры — среднеценоти-
ческого объема, так и для косвенного — отношения численность/
биомасса (N/B). Максимальное содержание хлорофилла в единице
биомассы получено для альгоценоза со средним размером клеток менее
1000 мкм3, минимальное — более 3000 мкм3 или при отношении N/B,
соответственно, более 20 и менее 1 (табл. 2, 3).
Таблица 3
Условия развития разноразмерного фитопланктона в водохранилищах Волги
Размерная фракция, мкм3
Показатель
< 1000 1000—2000 2000—3000 3000—6000
хл. а/Б, % 0,95 ± 0,12 0,74 ± 0,06 0,33 ± 0,04 0,26 ± 0,04
Температура оC 17,1 ± 0,7 18,4 ± 0,3 18,3 ± 0,4 18,5 ± 0,4
Прозрачность, м 1,1 ± 0,0 1,1 ± 0,0 1,2 ± 0,1 1,3 ± 0,1
Цветность, градусы 56 ± 2 52 ± 1 48 ± 3 39 ± 1
Электропроводность, мкСим/см 216 ± 9 242 ± 6 266 ± 11 290 ± 7
Общий азот, мг/л 1,28 ± 0,09 1,10 ± 0,03 0,91 ± 0,05 0,78 ± 0,08
Общий фосфор, мкг/л 140 ± 12 116 ± 4 104 ± 4 105 ± 9
Анализ условий, при которых предпочтительно развивается та или
иная размерная группа, показывает, что мелкоклеточный фитопланктон
с более высоким показателем отношения хл. а/Б тяготеет к менее
минерализованным окрашенным водам с повышенным содержанием
органических (цветностью) и биогенных веществ. Фактически это
соответствует как сезонным изменениям гидрохимического режима
водохранилищ, так и зональным изменениям цветности и электро-
проводности в волжском каскаде (Litvinov et al., 2009). Различия
Н.М. Минеева и др.
486 ISSN 0868-8540. Algologia. 2014, 24(4)
температурных условий и прозрачности для размерных групп незна-
чительны (табл. 3).
Выводы
Сопряженный анализ биомассы фитопланктона и содержания хлоро-
филла в планктоне водохранилищ Волги показал тесную линейную
связь между этими показателями. Средние показатели для водохра-
нилищ хл. а/Б сопоставимы с данными 1960-х 1970-х гг., а более
высокие максимальные величины свидетельствуют о наметившемся
росте отношения хл. а/Б волжского фитопланктона. Снижение этого
показателя прослеживается в водах с более высокой прозрачностью,
более низкой цветностью и повышенной минерализацией, что
соответствует изменчивости абиотических условий в каскаде, связанной
с географической зональностью. По отношению к таксономическому
составу выявлено снижение хл. а/Б при высоком относительном обилии
Cyanophyta и увеличение хл. а/Б с ростом относительной биомассы
Chlorophyta, Dinophyta и Cryptophyta. По отношению к размерному
составу прослеживается снижение показателей хл. а/Б с увеличением
среднеценотического размера клеток. Максимальными показателями
отношения хл./Б характеризуется мелкоклеточная (менее 1000 мкм3)
фракция фитопланктона при отношении N/B более 20, которая
предпочитает менее минерализованные окрашенные воды с
повышенным содержанием органических (цветностью) и биогенных
веществ, что соответствует как сезонным изменениям гидрохимических
характеристик в водохранилищах, так и их зональным изменениям в
каскаде.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Волга и ее жизнь / Под ред. Н.В. Буторина, Ф.Д. Мордухай-Болтовского. — Л.:
Наука, 1978. — 348 с.
Елизарова В.А. Содержание фотосинтетических пигментов в единице биомассы
фитопланктона Рыбинского водохранилища // Флора, фауна и микроорганизмы
Волги. — Рыбинск: ИБВВ РАН, 1974. — С. 46—66.
Корнева Л.Г. Фитопланктон Рыбинского водохранилища: состав, особенности рас-
пределения, последствия эвтрофирования // Современное состояние экосисте-
мы Рыбинского водохранилища. — С.Пб.: Гидрометеоиздат, 1993. — С. 50—113.
Корнева Л.Г. Формирование фитопланктона водоемов бассейна Волги под влиянием
природных и антропогенных факторов: Автореф. дис. … д-ра биол. наук. —
С.Пб.: Ин-т озероведения РАН, 2009. — 48 с.
Курейшевич А.В. Пигменты фитопланктона и факторы, влияющие на их содержание в
водоеме (на примере днепровских водохранилищ): Автореф. дис. … канд. биол.
наук. — Киев: Ин-т гидробиологии АН УССР, 1983. — 23 с.
Курейшевич А.В., Пахомова М.Н. Некоторые факторы, влияющие на относительное
содержание хлорофилла в биомассе фитопланктона // Конф. по споровым
растениям Средней Азии и Казахстана: Тез. докл. — Ташкент, 1989. — С. 61—62.
Содержание хлорофилла a в единице биомассы
ISSN 0868-8540. Альгология. 2014, 24(4) 487
Минеева Н.М. Растительные пигменты в воде волжских водохранилищ. — М.: Наука,
2004. — 156 с.
Минеева Н.М., Щур Л.А. Содержание хлорофилла а в единице биомассы фитопланк-
тона (Обзор) // Альгология. — 2012. — 22(4). — С. 441—456.
Минеева Н.М., Корнева Л.Г., Соловьева В.В. Сезонная и многолетняя динамика содер-
жания хлорофилла а в единице биомассы фитопланктона Шекснинского и
Рыбинского водохранилищ (Россия) // Там же. — 2013. — 23(2). — С. 150—166.
Михеева Т.М., Бусько С.А. К изучению фитопланктона Волги и его продукционных
особенностей // Вод. рес. — 1975. — (1). — С. 101—109.
Первичная продукция в Братском водохранилище / Под ред. О.М. Кожовой. — М.:
Наука, 1983. — 346 с.
Пырина И.Л. Первичная продукция фитопланктона в Иваньковском, Рыбинском и
Куйбышевском водохранилищах в зависимости от некоторых факторов //
Продуцирование и круговорот органического вещества во внутренних водоемах.
— М.; Л.: Наука, 1966. — С. 249—270.
Трифонова И.С. Фитопланктон и его продукция // Биологическая продуктивность
озера Красного. — Л.: Наука, 1976. — С. 69—104.
Трифонова И.С. Состав и продуктивности фитопланктона озер Карельского
перешейка. — Л.: Наука, 1979. — 168 с.
Щур Л.А. Структура и функциональные характеристики бактерио- и фитопланктона
в экосистемах водоемов разного типа: Автореф. дис. … д-ра биол. наук. —
Красноярск: Гос. аграр. ун-т, 2006. — 31 с.
Экология фитопланктона Куйбышевского водохранилища / Под ред. С.М. Конова-
лова, В.Н. Паутовой. — Л.: Наука, 1989. — 304 с.
Ahlgren G. Limnological studies of lake Norrviken, a eutrophicated Swedish lake. II. Phyto-
plankton and its productivity // Schwiz. J. Hydrobiol. — 1970. — 32(2). — P. 353—396.
Buchaca T., Felip M., Catalan J. A comparison of HPLC pigment analyses and biovolume
estimates of phytoplankton groups in an oligotrophic lake // J. Plankt. Res. — 2005. —
27(1). — P. 91—101.
Butterwick C., Heaney S.I., Talling J.F. A comparison of eight methods for estimating the
biomass and growth of planktonic algae // Brit. Phycol. J. — 1982. — 17(1). — P. 69—79.
Desortova B. Relationship between chlorophyll-a concentration and phytoplankton biomass
in several reservoir in Czechoslovakia // Int. Rev. Ges. Hydrobiol. — 1981. — 66(2). —
P. 153—169.
Felip M., Catalan J. The relationship between phytoplankton biovolume and chlorophyll in
a deep oligotrophic lake: decoupling in their spatial and temporal maxima // J. Plankt.
Res. — 2000. — 22(1). — P. 91—105.
Foy R.H. A comparison of chlorophyll-a and carotenoid concentrations as indicator of algal
volume // Freshwat. Biol. —1987. — 17(2). — P. 237—250.
Guminski S. Outline of the history of studies of the effect of humic compounds on algae //
Oceanologia. — 1983. — 17. — P. 9—18.
Н.М. Минеева и др.
488 ISSN 0868-8540. Algologia. 2014, 24(4)
Litvinov A.S., Mineeva N.M., Papchenkov V.G. et al. Volga River Basin // Rivers Europe. —
Amsterdam: Elsevier, 2009. — P. 23—57.
Moustaka-Gouni M. Temporal and spatial distribution of chlorophyll a in Lake Volvi,
Greece // Arch. Hydrobiol. Suppl. — 1989. — 82(4). — P. 47—185.
Nicholls K.H., Dillon P.J. An evaluation of phosphorus — chlorophyll — phytoplankton
relationship for lakes // Int. Rev. Ges. Hydrobiol. — 1978. — 63(2). — P. 141—154.
Vannote R.L., Minshall G.W., Cummins K.W. et al. The river continuum concept // Can. J.
Fish. Auqat. Sci. — 1980. — 37(1). — P. 130—137.
Поступила 24 мая 2012 г.
Подписала в печать А.В. Лищук-Курейшевич
N.M. Mineeva, L.G. Korneva, V.V. Solovyeva
Institute for Biology of Inland Waters RAS,
Settle of Borok, Nekouz District, 152742 Yaroslavl Region, Russia
e-mail: mineeva@ibiw.yaroslavl.ru, korneva@ ibiw.yaroslavl.ru
CHLOROPHYLL CONTENT PER UNIT OF PHYTOPLANKTON BIOMASS IN THE
VOLGA RIVER RESERVOIRS
A comparative analysis of chlorophyll a content per phytoplankton biomass unit (chl. a/B)
and the factors that influence it in reservoirs of the Volga River was made. The close linear
relationship between biomass and chl. a (r2 = 0.73) provides an equation for estimating
biomass: B = (0.225±0.010) chl. a. Dependence on abiotic characteristics of waterbody, the
taxonomic and size composition of phytoplankton, testify the seasonal changes of chl. a/B
in reservoirs and zonal changes in the cascade.
K e y w o r d s : phytoplankton, biomass, chlorophyll, chl. a/B, environmental factors, Volga
River reservoirs.
|