Межгодовая динамика содержания хлорофилла a в донных отложениях Рыбинского водохранилища (Россия)
Изучено содержание растительных пигментов в верхних слоях разнотипных отложений с 1993 по 2009 гг. в Рыбинском водохранилище и проведено сравнение с показателями продуктивности фитопланктона. Отмечено уменьшение содержания осадочного хлорофилла (хлорофилл а с феопигментами) на русловых станциях. Сре...
Saved in:
| Published in: | Альгология |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/64165 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Межгодовая динамика содержания хлорофилла a в донных отложениях Рыбинского водохранилища (Россия) / Л.Е. Сигарева, Н.А. Тимофеева // Альгология. — 2011. — Т. 21, № 2. — С. 190-201. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860125268310491136 |
|---|---|
| author | Сигарева, Л.Е. Тимофеева, Н.А. |
| author_facet | Сигарева, Л.Е. Тимофеева, Н.А. |
| citation_txt | Межгодовая динамика содержания хлорофилла a в донных отложениях Рыбинского водохранилища (Россия) / Л.Е. Сигарева, Н.А. Тимофеева // Альгология. — 2011. — Т. 21, № 2. — С. 190-201. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Альгология |
| description | Изучено содержание растительных пигментов в верхних слоях разнотипных отложений с 1993 по 2009 гг. в Рыбинском водохранилище и проведено сравнение с показателями продуктивности фитопланктона. Отмечено уменьшение содержания осадочного хлорофилла (хлорофилл а с феопигментами) на русловых станциях. Средняя концентрация за безледный период на станциях изменялась в диапазоне значений (3—284 мкг/г сухого осадка в слое 0—2,5 см и 1,8—260,7 — в слое 0—5 см), характерных для всех типов трофии водоемов. Средняя за все годы наблюдений концентрация была максимальной (176,4 мкг/г сухого осадка) в отложениях экотонного участка и минимальной (30,4) — в озеровидном плесе с мозаичными грунтами. Результаты исследований свидетельствуют об уменьшении темпов эвтрофирования водохранилища.
The maintenance of vegetative pigments in the top layers of polytypic bottom sediments during the years 1993—2009 in Rybinsk reservoir is studied and comparison with indicators of productivity of phytoplankton is determined. The reduction of a sedimentary chlorophyll (chlorophyll a plus pheopigments) content on river-bed stations is determined. Average concentration for period at stations varied in a range of values (3-284 mkg/g dry weight sediment in a layer of 0-2,5 cm and 1,8—260,7 — in a layer of 0-5 cm), characteristic of different trophic type. The maximum values of the mean annual concentration (176,4 mkg/g dry weight sediment) was observed in ecoton sediment, and minimum (30,4) — in lake parts with mosaic ground. Results of investigation testify to reduction of eutrophication reservoir rate.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:42:15Z |
| format | Article |
| fulltext |
Экология, ценология, охрана
и роль водорослей в природе
190 ISSN 0868-8540 Аlgologia. 2011. V. 21. N 2
УДК 556.555.6:581.132
Л.Е. СИГАРЕВА, Н.А. ТИМОФЕЕВА
Ин-т биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН,
Некоузский р-н, пос. Борок, 152742 Ярославская обл., Россия
e-mail: sigareva@ibiw.yaroslavl.ru, timof@ibiw.yaroslavl.ru
МЕЖГОДОВАЯ ДИНАМИКА CОДЕРЖАНИЯ ХЛОРОФИЛЛА a
В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ РЫБИНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА
(РОССИЯ)
Изучено содержание растительных пигментов в верхних слоях разнотипных отложе-
ний с 1993 по 2009 гг. в Рыбинском водохранилище и проведено сравнение с показа-
телями продуктивности фитопланктона. Отмечено уменьшение содержания осадоч-
ного хлорофилла (хлорофилл а с феопигментами) на русловых станциях. Средняя
концентрация за безледный период на станциях изменялась в диапазоне значений
(3—284 мкг/г сухого осадка в слое 0—2,5 см и 1,8—260,7 — в слое 0—5 см), характер-
ных для всех типов трофии водоемов. Средняя за все годы наблюдений концентра-
ция была максимальной (176,4 мкг/г сухого осадка) в отложениях экотонного участ-
ка и минимальной (30,4) — в озеровидном плесе с мозаичными грунтами. Результаты
исследований свидетельствуют об уменьшении темпов эвтрофирования водохрани-
лища.
К л ю ч е в ы е с л о в а : хлорофилл а, донные отложения, межгодовая динамика,
Рыбинское водохранилище.
Введение
Организация регулярных наблюдений в различных регионах за состоя-
нием альгоценозов обусловлена несовпадением временных изменений в
различных климатических зонах и при разном уровне антропогенного
влияния (например, оз. Красное и Рыбинское вдхр. на Северо-Западе
России, Киевское, Кременчугское и Каховское вдхр. в Украине) (Эко-
логические …, 2001; Трифонова и др., 2003; Пырина и др., 2006; Лищук,
2007). Сведений, полученных при непрерывных наблюдениях, крайне
мало и относятся они преимущественно к планктонным организмам.
При изучении основного показателя эвтрофирования — первичной про-
дукции — используются данные о содержании хлорофилла фитопланк-
тона (OECD, 1982; Девяткин и др., 2001; Пырина, Сигарева, 2005; Пы-
рина и др., 2006; и др.). Донные отложения считаются лучшими показа-
телями эвтрофирования, поскольку являются источниками внутренней
биогенной нагрузки, в значительной мере обуславливающей продуктив-
ность водоема (Россолимо, 1977; Даценко, 2007).
© Л.Е. Сигарева, Н.А. Тимофеева, 2011
mailto:sigareva@ibiw.yaroslavl.ru
mailto:timof@ibiw.yaroslavl.ru
Межгодовая динамика cодержания хлорофилла
ISSN 0868-8540 Альгология. 2011. Т. 21. № 2 191
Фундаментальные основы использования осадочных пигментов в
мониторинге экологического состояния водоемов разработаны недоста-
точно, несмотря на повсеместные исследования (Сигарева, Тимофеева,
2004, 2005; Тимофеева, Сигарева, 2004; Сигарева, 2008; Swain, 1985; Ad-
ams, Prentki, 1986; Leavitt, 1993).
К числу водоемов России, на которых проводятся многолетние ис-
следования структуры и функционирования сообществ гидробионтов,
относится Рыбинское вдхр. (площадь 4550 км2, объем 25,4 км3) — одно
из крупнейших в волжском каскаде. Наиболее длинный ряд наблюде-
ний получен для концентрации хлорофилла фитопланктона, что позво-
лило выявить межгодовые флуктуации и признаки уменьшения первич-
ной продукции на рубеже прошлого и нынешнего веков (Экологические
…, 2001; Пырина, Сигарева, 2005). Установлено, что в водохранилище
происходит увеличение площади песчаных грунтов и уменьшение —
илов (Законнов, 1995, 2002). Для выяснения характера взаимосвязи
между показателями продуктивности фитопланктона и бентосных био-
топов необходимо сравнить продукционные характеристики водного и
донного ярусов экосистемы.
Цель работы — исследование временной изменчивости продуктив-
ности дна Рыбинского вдхр. на основе данных о межгодовой динамике
содержания осадочного хлорофилла в донных отложениях.
Материалы и методы
Пробы собраны в безледный период 1993, 1997, 1998, 2001, 2008,
2009 гг. на Рыбинском вдхр. Пробы донных отложений отбирали стра-
тометром на постоянных глубоководных станциях речного Волжского
(ст. 1 — Коприно, ст. 2 — Молога) и озеровидного Главного плесов (ст.
3, 4, 5, 6 — Наволок, Измайлово, Средний Двор, Брейтово соответст-
венно). Анализировали верхние слои отложений толщиной 2,5 и (или)
5 см. Данные для слоя 0—2,5 см в 1993 и 2008 гг. рассчитывали по урав-
нениям, полученным в 2009 г. Концентрацию осадочного хлорофилла
(хлорофилл а с продуктом его деградации — феофитином и феофорби-
дом) определяли спектрофотометрическим методом в ацетоновом экс-
тракте. Концентрацию феопигментов рассчитывали по уравнениям для
феофитина (Lorenzen, 1967). Влажность определяли при высушивании
(60 оС) образцов грунта. Воздушно-сухую объемную массу грунта рас-
считывали по способу, предложенному ранее (Сигарева, Тимофеева,
2004). Соотношение каротиноиды/хлорофилл оценивали, исходя из оп-
тических плотностей на длинах волн 480 и 665 нм после вычитания по-
правки на длине волны 750 нм.
Связь между концентрациями пигментов в верхних слоях отложе-
ний (0—2,5 и 0—5 см) характеризовалась достаточно высокими коэффи-
циентами детерминации как для постоянных станций регулярных на-
блюдений (R2 = 0,89), так и для дополнительных профундальных стан-
ций эпизодических наблюдений (R2 = 0,96), поэтому для пересчета ис-
пользовали единое уравнение регрессии (рис. 1).
Л.Е. Сигарева, Н.А. Тимофеева
192 ISSN 0868-8540 Algologia. 2011. V. 21. N 2
Результаты и обсуждение
Глубина водной толщи на станциях речного Волжского плеса составля-
ла 10—14 м, на станциях озеровидного Главного — 4,5—16 м. Межгодо-
вых изменений глубины не обнаружено (табл. 1).
Прозрачность и температура воды в последние годы наблюдений
стали несколько выше, чем в 1993 г. (см. табл. 1). Площадь донных от-
ложений на глубине 4,5—16 м в сумме составляет 59 % общей площади
водохранилища, средняя скорость седиментации на участках с такими
глубинами варьирует от 1,6 до 14 мм/год (Законнов, 2002).
Рис. 1. Взаимосвязь между концентрациями пигментов в слоях донных отложений
разной толщины в Рыбинском вдхр. По оси ординат: концентрация хлорофилла а с
феофитином в слое 0—2,5 см; по оси абсцисс: то же в слое 0—5 см; 1 — данные для
постоянных станций, 2 — для дополнительных. Концентрации, рассчитанные на су-
хой осадок (а) и сырой слой (б). Уравнения регрессии: y = 1,08x + 1,07, n = 116, R2 =
0,93 (а); y = 1,02x + 0,21, n = 116, R2 = 0,89 (б)
Общее количество хлорофилла в донных отложениях Рыбинского
водохранилища во все годы представлено преимущественно продуктами
разрушения (около 80 %). В течение безледного периода концентрация
хлорофилла а с феофитином (хл. +ф) существенно варьировала, причем
на станциях речного Волжского плеса меньше, чем на станциях озеро-
видного Главного плеса. Кроме того, концентрации, рассчитанные на
сухой осадок, варьировали сильнее, чем таковые в сыром слое (табл. 2).
Таблица 1
Средние значения некоторых характеристик абиотических условий на станциях Рыбинского вдхр. в разные годы
Станция
Год
Глубина
водной толщи, м
Прозрачность
воды, м
Температура
поверхности
воды, 0С
Влажность
отложений, %
Преобладающий тип отложений
Коприно 1993 12,3 ± 0,4 1,3 ± 0,0 13,3 ± 2,1 79 ± 0,7 (2) Песчанистый ил
— “ — 2008 11,9 ± 0,4 1,7 ± 0,1 15,6 ± 1,9 71,3 ± 1,6 (6) Глинистый и песчанистый илы
— “ — 2009 11,7 ± 0,2 1,5 ± 0,14 17,3 ± 1,4 73,5 ± 1,3 (5) — “ —
Молога 1993 13,1 ± 0,6 1,1 ± 0,1 12,8 ± 2,2 75 ± 1(4) Песчанистый ил
— “ — 2008 13,5 ± 0,2 1,7 ± 0,1 16,5 ± 1,6 73 ± 1,7 (5) Глинистый и песчанистый илы
— “ — 2009 13,1 ± 0,6 1,6 ± 0,2 16,9 ± 1,6 73,5 ± 0,7 (3) — “ —
Наволок 1993 9,1 ± 0,5 1,3 ± 0,1 13,2 ± 2,2 53 ± 9 (44) Илистый песок и песчанистый ил
— “ — 2008 6,3 ± 0,4 1,3 ± 0,2 17,7 ± 1,8 32,4 ± 1,2 (5) Илистый песок
— “ — 2009 7,1 ± 0,4 1,25 ± 0,08 16 ± 1,8 59,8 ± 6,9 (30) Торфогенный и илистый песок
Измайлово 1993 7,2 ± 0,1 1,1 ± 0,1 12,5 ± 2,2 54 ± 8 (40) Илистый песок с частицами торфа
— “ — 2008 6,8 ± 0,5 1,54 ± 0,17 14 ± 2,2 68,8 ± 10,7 (31) Илистый песок и песчанистый ил
— “ — 2009 6,3 ± 0,4 1,21 ± 0,1 17,0 ± 1,9 46,8 ± 11,1 (63) Песок, песчанистый и торфогенный ил
Средний Двор 1993 10,0 ± 0,8 1,2 ± 0,1 11,7 ± 2,4 80 ± 8 (25) Песчанистый ил
— “ — 2008 9,2 ±0,3 1,52 ± 0,14 14,6 ± 2,1 71,7 ± 9,3 (29) Илистый песок и торфогенный ил
— “ — 2009 10,4 ± 0,4 1,24 ± 0,08 16,9 ± 1,6 84,8 ± 1,6 (5) Торфогенный ил
Брейтово 1993 10,7±1,0 1,2 ± 0,1 14,1 ± 1,8 58 ± 6 (30) Песчанистый ил
— “ — 2008 12,9 ± 0,6 1,4 ± 0,12 15,2 ± 2,1 73,9 ± 2,7 (9) — “ —
— “ — 2009 12 ± 0,5 1,2 ± 0,06 16,9 ± 1,7 71,6 ± 4,4 (17) Песчанистый и глинистый илы
П р и м е ч а н и е . В скобках приведен коэффициент вариации среднего значения, %.
Период Коприно Молога Наволок Измайлово Средний Двор Брейтово
наблю-
дения
I II I II I II I II I II I II
1993/
VI-X
179,9 ± 11,6
41,3± 3,9
17
23
254,5 ± 25,6
66,9±5,1
27
19
49,4 ± 27,4
14±3,9
147
69
30 ± 15,8
10,6±3,5
139
80
283,9 ± 54,3
37,5±5,1
47
30
92 ± 13,8
41±4,2
40
25
1997/
VI-IX
99,6 ± 15,3
30,1± 2,5
31
17
247,2 ± 27,5
74,2 ±9,3
19
22
76,4 ± 87,9
18,9±15,7
163
117
3,2
3,1
- 109,2 ± 26,7
37,7±7,3
24
19
129,0 ± 41,1
46,8±12,6
45
38
1998/
V-X
108,4 ± 21
32,9 ±5,3
34
28
106,7 ± 1,7
37,8±6,2
2
17
93,1 ± 50,3
24,3±11,2
54
46
69,1 ± 9,1
20,9±16,1
13
77
87,5 ± 90,7
20,4±13,6
10
4
67
115,9 ± 26,7
44,4±3,5
33
11
2008/
V-X
82,0 ± 21,8
25,8 ±5,5
65
53
134,6 ± 25,3
38,5± 5,4
42
32
3,0 ± 0,7
2,3±0,8
35
48
35,8 ± 15,7
8,4±3,5
88
84
121,6 ± 44,2
20,9±5,3
81
57
129,7 ± 20
34,7±3
38
21
2009/
VI-X
81,3 ± 8,9
22,8± 1,4
31
18
138,8 ± 9,3
40,8 ±1,7
19
12
49,1 ± 9,3
14±2,6
99
50
13,7 ± 5,8
6,2±3,1
113
135
161,1 ± 23,7
22,3±3,1
42
40
82,8 ± 23,1
23±5,9
79
72
1993-
2009*
110,5 ± 9,1
30±1,9
47
36
192,5 ± 14,1
54,9± 3,7
41
37
57,1 ± 14,7
14,5±2,3
126
76
27,9 ± 6,7
9,2±1,9
116
98
174,3 ± 22
26,7±2,4
64
45
104,4 ± 9,4
34,9±2,7
49
41
1993-
2009**
110,2 ± 18,2
30,8±3,2
- 176,4 ± 35,3
57,7 ±10
- 54,2 ± 15,3
16,3±5
- 30,4 ± 12,3
9,8±4,6
- 152,7 ± 34,9
27,6±4,6
- 109,9 ± 9,6
37,7±4,6
-
П р и м е ч а н и е . Над чертой — мкг/г сухого осадка, под чертой — мг/(м2мм); I — среднее с ошибкой, II — коэффициент вариации,
Таблица 2
Средняя концентрация хлорофилла а с феопигментами в донных отложениях на станциях Рыбинского вдхр. в разные годы
%; прочерк — отсутствие данных, * — ср. арифм. из всех данных для станции, ** — ср. арифм. из средних по годам. Слой грунта 0-2,5 см.
Данные для 1993 и 2008 г. рассчитаны исходя из концентраций в слое 0-5 см по уравнениям на рис. 1.
Межгодовая динамика cодержания хлорофилла
ISSN 0868-8540 Аlgologia. 2011. V. 21. N 2 195
Среднее для всего периода наблюдений содержание хлорофилла a с
феофитином в поверхностном слое (0—2,5 см) на станциях Волжского
плеса характеризовалось более высокими величинами, чем на станциях
Главного плеса. В многолетнем аспекте концентрация осадочных пигмен-
тов на отдельных участках изменялась по-разному (рис. 2, см. табл. 2).
Концентрация осадочного хлорофилла в 2009 г. повсеместно харак-
теризовалась более низкими значениями, чем в 1993 г. (см. табл. 2).
Четкое уменьшение содержания растительных пигментов в отложениях
водохранилища выявлено по данным регулярных наблюдений в 1993,
2008 и 2009 гг. для верхнего слоя 5 см (табл. 3).
Рис. 2. Содержание растительных пигментов (мкг/г) в верхнем (0—2,5 см) слое дон-
ных отложений Рыбинского вдхр. в разные периоды наблюдений; а, б, в, г, д, е —
станции Коприно, Брейтово, Наволок, Измайлово, Молога, Средний Двор соответ-
ственно. Месяцы наблюдений: в 1993 г. — VI—X, 1997 — VI—IX, 1998 — V—X, 2001 —
VI, 2008 — V—X, 2009 — VI—X
Один из показателей состояния пигментного фонда, который ши-
роко используется для оценки физиологического состояния раститель-
ных сообществ, — соотношение между концентрациями желтых и зеле-
ных пигментов, в частности индекс Е480/Е665. По нашим данным, вели-
чины индекса превышают таковые для функционирующего фитопланк-
тона. Внесение поправки на присутствие дериватов хлорофилла лишь
частично приводит к уменьшению показателя соотношения концентра-
ций желтых и зеленых пигментов, выраженного индексом Е480/(1,7Е665к),
Таблица 3
Содержание растительных пигментов в донных отложениях на станциях Рыбинского вдхр. в разные годы
Коприно Молога Наволок Измайлово Средний Двор Брейтово Показатель Год
I II I II I II I II I II I II
хл.+ф,
мкг/г
с.о
1993 164,9±10,7 17 233,7±23,6 27 44,6±25,2 150 26,7±14,5 144 260,7±50,1 47 83,9±12,7 40
— “ — 2008 74,6±20,1 66 123,1±23,3 42 1,8±0,7 55 32±14,5 90 111,1±40,8 82 118,6±18,4 38
— “ — 2009 75,4±8,5 32 124,2±6,3 14 39,5±14,1 94 15,6±6,2 106 146,2±19,3 37 83,1±15,5 53
хл.+ф,
мг/
(м2·мм)
1993 53,8±5,2 25 78,9±7,5 25 15,8±3,6 56 8,8±2 60 42,6±5,8 36 43,4±5,3 32
— “ — 2008 25±5,4 53 37,5±5,3 32 2,1±0,8 53 8±3,5 86 20,3±5,2 57 33,8±2,9 21
— “ — 2009 23,1±1,7 21 39,2±1,2 8 13,6±3 59 6,7±3 120 22,7±1,9 24 25,7±4,4 49
E480/E665 1993 2,24±0,07 8 1,9±0,11 16 2,18±0,3 30 4,62±1,65 9 2,42±0,18 18 2,08±0,09 12
— “ — 2008 2,85±0,17 15 2,42±0,12 11 1,45±0,02 2 4,26±0,99 47 3,17±0,26 18 2,57±0,16 15
— “ — 2009 3,10±0,2 18 2,88±,12 12 3±0,35 31 4,53±1,64 96 3,74±0,4 31 3,21±0,47 41
E480/(1,7
E665к )
1993 1,51±,04 7 1,4±0,07 13 1,42±0,18 28 2,85±0,91 84 1,58±0,10 15 1,37±0,04 7
— “ — 2008 1,81±0,11 14 1,69±0,08 11 1,02±0,12 17 2,51±0,46 36 2,05±0,15 17 1,79±0,14 19
— “ — 2009 1,93±0,11 16 1,96±0,07 10 1,92±0,23 31 2,96±1,12 100 2,43±0,28 32 2,16±0,33 43
П р и м е ч а н и е . E480/E665 и E480/(1,7E665к ) — соотношение между оптическими плотностями в области поглощения каротиноидов и хлорофилла а
без учета вклада феопигментов (первый) и с их учетом (второй). Остальные обозначения, как в табл. 1. Слой 0-5 см
Межгодовая динамика cодержания хлорофилла
ISSN 0868-8540 Аlgologia. 2011. V. 21. N 2 197
но и он не достигает величин, характерных для фитопланктона. На фо-
не уменьшения содержания осадочного хлорофилла величины индекса
повсеместно возросли по сравнению с таковыми в 1993 г. (см. табл. 3),
т.е. современные условия способствуют более быстрой деградации зеле-
ных пигментов.
Для оценки направленности процесса эвтрофирования выявляли
связь концентрации пигментов в донных отложениях с продукционны-
ми характеристиками фитопланктона — основного источника первичной
продукции в крупных водоемах. Продуктивность фитопланктона Ры-
бинского вдхр., оцененная по средним за год концентрациям хлорофил-
ла а в фотическом слое (0—2 м), возрастала с 1969 г. по 1995 г.; cредние
за 10 лет концентрации хлорофилла а в планктоне Волжского плеса
увеличивались от 11,2 (1974—1983 гг.) до 13,9 мкг/л (1984—1993 гг.), в
планктоне Главного — от 10,2 до 13,6 мкг/л соответственно (Экологиче-
ские …, 2001). В 1997 и 1998 гг. концентрация планктонного хлорофил-
ла а существенно уменьшилась по сравнению с предшествующим пе-
риодом и в 2004 г. составила в Волжском плесе 6,3, в Главном —
9,7 мкг/л. Для сравнения: в 1993 г. концентрация хлорофилла а состав-
ляла 14,3 и 16 мкг/л соответственно, в Волжском и Главном плесах
(Экологические …, 2001; Пырина, Сигарева, 2005). Ключевой показа-
тель эвтрофирования — скорость первичной продукции, рассчитанная
по содержанию хлорофилла фитопланктона, тоже возрастала с 1969 по
1995 гг. с периодическими уменьшениями, согласно природной цик-
личности такого глобального и главного для фотосинтеза фактора, как
солнечная радиация (Пырина, и др., 2006). Относительно низкая про-
дуктивность фитопланктона в 2008 и 2009 гг. согласуется с величинами
прозрачности воды, которая (см. табл. 1) соответствует таковым в пе-
риод (1969—1971 гг.) с наименее низкой концентрацией хлорофилла во-
дорослей (Пырина и др., 2006).
Анализ других показателей продуктивности альгоценозов Рыбинско-
го вдхр. показал наличие таких же трендов, что и для хлорофилла а фи-
топланктона. Так, среднее значение интенсивности фотосинтеза (в об-
ласти светового насыщения) литорального фитопланктона, по результа-
там еженедельных измерений, в 1993 г. составило 2,82 ± 0,41, в 1997 —
1,66 ± 0,13 мгО2/(л сут) (Девяткин и др., 2001). Средняя биомасса фи-
топланктона на постоянных глубоководных станциях в 1989 г. была
2,39, в 1997—2008 — 1,3 ± 0,7, в 2008 г. 0,6—0,8 мг/л (Митропольская,
2010).
Тенденции в изменчивости продукционных свойств водного и дон-
ного ярусов сходны. Как было отмечено выше, среднее содержание оса-
дочного хлорофилла в 1993 г. заметно выше, чем в 2009 г., но измене-
ния показателя на различных участках неодинаковы (см. табл. 2 и 3).
Более заметны изменения в речном плесе. Это подтверждается данными
не только для отдельных станций, но и для плесов: в начале наблюде-
ний (1993 г.) концентрация пигментов в сухом осадке в Волжском плесе
превышала таковую в Главном плесе в 2,3, а в конце (2009 г.) — только
Л.Е. Сигарева, Н.А. Тимофеева
198 ISSN 0868-8540 Algologia. 2011. V. 21. N 2
в 1,5 раза. Концентрация пигментов в самом Волжском плесе со време-
нем тоже уменьшилась сильнее (в 2 раза), чем в Главном (в 1,3 раза).
Одна из причин более высокого содержания пигментов в донных
отложениях на исследуемых станциях Волжского плеса — увеличенные
глубины по сравнению с Главным плесом. Коэффициент корреляции
между глубиной и концентрацией осадочного хлорофилла при расчете
на сухой грунт 0,41 — 0,67, при расчете на сырой осадок 0,64 — 0,80 (n =
34 и 52, P < 0,05). При этом повышенная вариабельность концентраций
пигментов (до 150 %) отмечалась на центральных станциях Главного
плеса, что, по-видимому, обусловлено интенсивной циркуляцией вод-
ной массы, взмучиванием поверхностного слоя отложений и их размы-
ванием.
Особенности распределения концентрации пигментов в связи с ти-
пом грунта изучали в многолетнем плане. Во все годы характер зависи-
мости между содержанием осадочного хлорофилла и типологическим
свойством отложений — влажностью — был одинаков, но уравнение рег-
рессии для 1993 г. отличается более высокими коэффициентами по
сравнению с таковыми для 2008 и 2009 гг. (рис. 3).
Рис. 3. Взаимосвязь концентрации растительных пигментов (мкг/г) с влажностью
отложений в Рыбинском вдхр. в разные годы: 1 — 1993, 2 — 2008, 3 — 2009 гг. Урав-
нения регрессии: y = 4,08·10-4x3 — 12,61, n = 41, R2 = 0,70 (1); y = 2,38·10-4x3 — 2,27,
n = 34, R2 = 0,48 (2); y = 2,00·10-4x3 + 5,12, n = 52, R2 = 0,51 (3)
Для оценки количественной связи между содержанием пигментов в
воде и отложениях рассчитывали отношение концентрации хлорофилла
в сумме с феопигментами в 1-миллиметровом слое отложений и во всем
столбе воды. В 1993 г. концентрация хлорофилла в воде превышала со-
держание осадочного хлорофилла в 1-миллиметровом слое в 3—9 раз (в
среднем — 5,3 раза), в 2009 г. — в 2—11 раз (в среднем тоже 5,3 раза).
Совпадение средних значений исследуемого отношения при изменении
Межгодовая динамика cодержания хлорофилла
ISSN 0868-8540 Альгология. 2011. Т. 21. № 2 199
сравниваемых исходных концентраций может свидетельствовать о том,
что в годы с разной продуктивностью относительная роль фитопланкто-
на в формировании продукционных свойств донных отложений в целом
достаточно сходная, что, вероятно, обусловлено действием какого-то
глобального фактора, например, сил гравитации, и не зависит от про-
дуктивности. Действительно, на озерах Северо-Запада России ранее бы-
ло показано, что скорость оседания взвешенных веществ не зависит от
трофии водоема (Умнова, 1999).
Концентрация хлорофилла (с дериватами) в расчете на углерод во-
дорослей в среднегодовом слое донных отложений на отдельных стан-
циях варьирует от 0,2 до 22,7 % и в среднем составляет 6,6 % величины
первичной продукции фитопланктона (по данным 1993 г., согласно ре-
зультатам работы (Пырина и др., 2006). Значения анализируемого соот-
ношения оказались выше полученных ранее (не более 1 %) для водоема
в целом при учете площадей грунтов разного типа (Сигарева, Тимофее-
ва, 2005). Понижение соотношения обусловлено тем, что большая часть
дна водохранилища занята песчаными отложениями и находится в усло-
виях, неблагоприятных для аккумуляции и сохранения растительных
пигментов в составе органического вещества.
Выводы
Межгодовая динамика содержания осадочного хлорофилла в крупном
неглубоком водохранилище зависит от продуктивности фитопланктона
и структуры грунтового комплекса. В разные годы относительный вклад
фитопланктона в формирование осадочного фонда растительных пиг-
ментов фактически не изменяется. Уменьшение концентрации пигмен-
тов в донных отложениях свидетельствует о замедлении темпов эвтро-
фирования Рыбинского водохранилища.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фун-
даментальных исследований (проект № 08-04-00384).
Даценко Ю.С. Эвтрофирование водохранилищ. Гидролого-гидрохимические аспекты.
— М.: ГЕОС, 2007. — 252 с.
Девяткин В.Г., Метелева Н.Ю., Митропольская И.В. Гидрофизические факторы про-
дуктивности литорального фитопланктона: оценка и прогноз содержания хло-
рофилла а и интенсивности фотосинтеза // Биол. внутр. вод. — 2001. — № 1. —
С. 36—45.
Законнов В.В. Пространственно-временная неоднородность распределения и накоп-
ления донных отложений верхневолжских водохранилищ // Вод. рес. — 1995. —
22, № 3. — С. 362—371.
Законнов В.В. Пространственно-временная трансформация грунтов Рыбинского во-
дохранилища // Актуальные проблемы экологии Ярославской обл. Вып. 2. —
Ярославль, 2002. — С. 186—190.
Лищук А.В. Эколого-физиологические основы формирования фитопланктона прес-
новодных экосистем: Автореф. дис. … докт. биол. наук. — Киев, 2007. — 38 с.
Л.Е. Сигарева, Н.А. Тимофеева
200 ISSN 0868-8540 Algologia. 2011. V. 21. N 2
Митропольская И.В. Структура и динамика фитопланктона Рыбинского водохрани-
лища: Автореф. дис. … канд. биол. наук. — Москва, 2010. — 27 с.
Пырина И.Л., Сигарева Л.Е. Содержание пигментов фитопланктона как показатель
современного состояния Рыбинского водохранилища // Актуальные проблемы
экологии Ярославской обл. Вып. 3. Т. 1: Мат. конф. — Ярославль, 2005. —
С. 270—274.
Пырина И.Л., Литвинов А.С., Кучай Л.А., Рощупко В.Ф., Соколова Е.Н. Многолетние
изменения первичной продукции фитопланктона Рыбинского водохранилища в
связи с действием климатических факторов // Состояние и проблемы продук-
ционной гидробиологии. — М.: КМК, 2006. — С. 36—46.
Россолимо Л.Л. Изменение лимнических экосистем под воздействием антропогенного
фактора. — М.: Наука. —1977. — 144 с.
Сигарева Л.Е. Методология использования растительных пигментов в изучении пре-
сноводных экосистем // Водные экосистемы: трофические уровни и проблемы
поддержания биоразнообразия: Мат. Всерос. конф. — Вологда: Коперник, 2008.
— С. 99—102.
Сигарева Л.Е., Тимофеева Н.А. Некоторые подходы к использованию свойств лито-
ральных отложений для изучения продуктивности микрофитобентоса // Биол.
внутр. вод. — 2004. — № 3. — С. 52—59.
Сигарева Л.Е., Тимофеева Н.А. Растительные пигменты в донных отложениях как
показатели экологического состояния водохранилищ // Актуальные проблемы
рационального использования биологических ресурсов водохранилищ: Сб. науч.
тр. — Рыбинск: Рыбин. Дом печати, 2005. — С. 270—282.
Тимофеева Н.А., Сигарева Л.Е. Взаимосвязи концентраций растительных пигментов с
азотом и фосфором в донных отложениях водохранилищ // Вод. рес. — 2004. —
31, № 3. — С. 332—336.
Трифонова И.С., Воронцова Н.К., Макарцева Е.С., Павлова О.А., Ульянова Д.С., Чебо-
тарев Е.Н. Влияние климатических изменений и эвтрофирования на динамику
планктонных популяций мезотрофного озера. — СПб.: НИИхимии СПбГУ,
2003. — 125 с.
Умнова Л.П. Скорость оседания взвешенных веществ в озерах умеренной зоны (Рос-
сия, Беларусь, Литва) // Гидробиол. журн. —1999. — 35, № 3. — С. 77—87.
Экологические проблемы Верхней Волги. — Ярославль: ЯГТУ, 2001. — 427 с.
Adams M.S., Prentki R.T. Sedimentary pigments as an index of the trophic status of Lake
Mead // Hydrobiologia. — 1986. — 143. — P. 71—77.
Leavitt P.R. A review of factors that regulate carotenoid and chlorophyll deposition and
fossil pigment abundance // J. Paleolimnol. — 1993. — N 9. — P. 109—127.
Lorenzen C.J. Determination of chlorophyll and phaeo-pigments: spectrophotometric equa-
tions // Limnol., Oceanogr. — 1967. — 12, N 2. — P. 343—346.
OECD. Eutrophication of waters: Monitoring, assessment and control. — 1982. — 155 p.
Swain E.B. Measurement and interpretation of sedimentary pigments // Freshwat. Biol. —
1985. — 15. — P. 53—75.
Получена 18.03.10
Рекомендовал к печати А.И. Божков
Межгодовая динамика cодержания хлорофилла
ISSN 0868-8540 Альгология. 2011. Т. 21. № 2 201
L.Ye. Sigareva, N.A. Timofeeva
I.D. Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences,
152742 Settle of Borok, Nekouzskiy District, Yaroslavl Region, Russia
INTERANNUAL DYNAMIC OF SEDIMENTARY CHLOROPHYLL а CONTENT
IN THE RYBINSK RESERVOIR (RUSSIA)
The maintenance of vegetative pigments in the top layers of polytypic bottom sediments
during the years 1993—2009 in Rybinsk reservoir is studied and comparison with indicators
of productivity of phytoplankton is determined. The reduction of a sedimentary chlorophyll
(chlorophyll a plus pheopigments) content on river-bed stations is determined. Average
concentration for period at stations varied in a range of values (3-284 mkg/g dry weight
sediment in a layer of 0-2,5 cm and 1,8—260,7 — in a layer of 0-5 cm), characteristic of
different trophic type. The maximum values of the mean annual concentration
(176,4 mkg/g dry weight sediment) was observed in ecoton sediment, and minimum
(30,4) — in lake parts with mosaic ground. Results of investigation testify to reduction of
eutrophication reservoir rate.
K e y w o r d s : chlorophyll a, bottom sediment, interannual dynamic, Rybinsk Reservoir.
СОДЕРЖАНИЕ
151
Войцехович А.А., Михайлюк Т.И., Дариенко Т.М. Фотобионты лишайников. 2: Происхождение и корреляция с микобионтом
Физиология, биохимия, биофизика
178
190
202
213
226
241
270
274
Stepanov AVTOR.pdf
Harris E.H. Chlamydomonas as a model organism // Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. – 2001. – 52. – P. 363–406.
SODER2-2011.pdf
СОДЕРЖАНИЕ
151
Войцехович А.А., Михайлюк Т.И., Дариенко Т.М. Фотобионты лишайников. 2: происхождение и корреляция с микобионтом
Физиология, биохимия, биофизика
178
190
202
213
226
241
270
274
Stepanov AVTOR.pdf
Harris E.H. Chlamydomonas as a model organism // Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. – 2001. – 52. – P. 363–406.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-64165 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-8540 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:42:15Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Сигарева, Л.Е. Тимофеева, Н.А. 2014-06-12T16:11:17Z 2014-06-12T16:11:17Z 2011 Межгодовая динамика содержания хлорофилла a в донных отложениях Рыбинского водохранилища (Россия) / Л.Е. Сигарева, Н.А. Тимофеева // Альгология. — 2011. — Т. 21, № 2. — С. 190-201. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. 0868-8540 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/64165 556.555.6:581.132 Изучено содержание растительных пигментов в верхних слоях разнотипных отложений с 1993 по 2009 гг. в Рыбинском водохранилище и проведено сравнение с показателями продуктивности фитопланктона. Отмечено уменьшение содержания осадочного хлорофилла (хлорофилл а с феопигментами) на русловых станциях. Средняя концентрация за безледный период на станциях изменялась в диапазоне значений (3—284 мкг/г сухого осадка в слое 0—2,5 см и 1,8—260,7 — в слое 0—5 см), характерных для всех типов трофии водоемов. Средняя за все годы наблюдений концентрация была максимальной (176,4 мкг/г сухого осадка) в отложениях экотонного участка и минимальной (30,4) — в озеровидном плесе с мозаичными грунтами. Результаты исследований свидетельствуют об уменьшении темпов эвтрофирования водохранилища. The maintenance of vegetative pigments in the top layers of polytypic bottom sediments during the years 1993—2009 in Rybinsk reservoir is studied and comparison with indicators of productivity of phytoplankton is determined. The reduction of a sedimentary chlorophyll (chlorophyll a plus pheopigments) content on river-bed stations is determined. Average concentration for period at stations varied in a range of values (3-284 mkg/g dry weight sediment in a layer of 0-2,5 cm and 1,8—260,7 — in a layer of 0-5 cm), characteristic of different trophic type. The maximum values of the mean annual concentration (176,4 mkg/g dry weight sediment) was observed in ecoton sediment, and minimum (30,4) — in lake parts with mosaic ground. Results of investigation testify to reduction of eutrophication reservoir rate. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 08-04-00384). ru Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України Альгология Экология, ценология, охрана и роль водорослей в природе Межгодовая динамика содержания хлорофилла a в донных отложениях Рыбинского водохранилища (Россия) Interannual dynamic of sedimentary chlorophyll а content in the Rybinsk Reservoir (Russia) Article published earlier |
| spellingShingle | Межгодовая динамика содержания хлорофилла a в донных отложениях Рыбинского водохранилища (Россия) Сигарева, Л.Е. Тимофеева, Н.А. Экология, ценология, охрана и роль водорослей в природе |
| title | Межгодовая динамика содержания хлорофилла a в донных отложениях Рыбинского водохранилища (Россия) |
| title_alt | Interannual dynamic of sedimentary chlorophyll а content in the Rybinsk Reservoir (Russia) |
| title_full | Межгодовая динамика содержания хлорофилла a в донных отложениях Рыбинского водохранилища (Россия) |
| title_fullStr | Межгодовая динамика содержания хлорофилла a в донных отложениях Рыбинского водохранилища (Россия) |
| title_full_unstemmed | Межгодовая динамика содержания хлорофилла a в донных отложениях Рыбинского водохранилища (Россия) |
| title_short | Межгодовая динамика содержания хлорофилла a в донных отложениях Рыбинского водохранилища (Россия) |
| title_sort | межгодовая динамика содержания хлорофилла a в донных отложениях рыбинского водохранилища (россия) |
| topic | Экология, ценология, охрана и роль водорослей в природе |
| topic_facet | Экология, ценология, охрана и роль водорослей в природе |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/64165 |
| work_keys_str_mv | AT sigarevale mežgodovaâdinamikasoderžaniâhlorofillaavdonnyhotloženiâhrybinskogovodohraniliŝarossiâ AT timofeevana mežgodovaâdinamikasoderžaniâhlorofillaavdonnyhotloženiâhrybinskogovodohraniliŝarossiâ AT sigarevale interannualdynamicofsedimentarychlorophyllacontentintherybinskreservoirrussia AT timofeevana interannualdynamicofsedimentarychlorophyllacontentintherybinskreservoirrussia |