авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Институт биологии южных морей им. а. о. ковалевского александров борис георгиевич удк 574.635(262.5) гидробиологические основы управления состоянием прибрежных экосистем черного моря

Национальная академия наук Украины Институт биологии южных морей им. А. О. Ковалевского АЛЕКСАНДРОВ Борис Георгиевич УДК 574.635(262.5) ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЕМ ПРИБРЕЖНЫХ ЭКОСИСТЕМ ЧЕРНОГО МОРЯ 03.00.17 - гидробиология Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Севастополь - 2002 1 Диссертация является рукописью ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Работа выполнена в Одесском филиале Института биологии южных морей им.

А. О. Ковалевского НАН Украины Актуальность темы. Необходимость разработки методов управления со­ стоянием прибрежных экосистем была обусловлена нарушением равновесия в Научный консультант:

природе вследствие хозяйственной деятельности человека. Характерным явле­ доктор биологических наук, академик НАНУ, профессор Зайцев нием, имеющим отношение к пресноводным и морским водоемам, связанным с Ювеналий Петрович, Одесский филиал Института биологии южных морей хозяйственной деятельностью человека и получившим планетарное развитие с НАН Украины, главный научный сотрудник начала 70-х годов XX века, стало эвтрофирование - повышение биологической продуктивности водоемов в результате накопления в воде биогенных элемен­ тов. В результате комплексных исследований в рамках Международной Черно­ Официальные оппоненты:

морской экологической программы было убедительно доказано, что одной из доктор биологических наук, член-корреспондент НАНУ, профессор основных причин деградации экосистемы Черного моря, а также ухудшения Монченко Владислав Иванович, Институт зоологии НАН Украины, заве­ качества его прибрежных вод стало эвтрофирование, нефтяное и бактериальное дующий отделом загрязнение (Strategic Action Plan..., 1996;

Zaitsev, Mamaev, 1997;

Alexandrov, Zaitsev, 1998). Одним из эффективных и экономически выгодных методов доктор биологических наук, профессор Протасов Александр улучшения качества водной среды является использование искусственных ри­ Алексеевич, Институт гидробиологии НАН Украины, ведущий научный со­ фов (ИР), способных существенно усилить потенциал самоочищения прибреж­ трудник ной экосистемы за счет развития сообщества организмов обрастания (Выш кварцев, Лебедев, 1987;

Figley, 1994;

Stone et al., 1975;

Young, 1988;

Zakaria, доктор биологических наук, профессор Мурина Галнна-Ванцетти 1993;

Alexandrov, Zaitsev 1997). Несмотря на то, что первые ИР в Черном море Васильевна, Институт биологии южных морей НАН Украины, ведущий науч­ были построены еще в 1972-1982 годах (Пупышев, 1986;

Зайцев, Яценко, 1983;

ный сотрудник Gomoiu, 1989), процесс их активного внедрения для мелиорации прибрежной зоны моря сдерживался отсутствием теоретической базы для расчетов элемен­ тов конструкций ИР, которые, с одной стороны, смогли бы обеспечить необхо­ Ведущая организация:

димую экономию материалов при достижении высокой эффективности работы Одесский национальный университет им И. И. Мечникова, биологиче­ этих сооружений, с другой, - препятствовали бы вторичному загрязнению эко­ ский факультет, Министерство образования и науки Украины, г. Одесса системы органическим веществом (ОВ). Возможность и необходимость подоб­ ных исследований была сформулирована еще в середине 80-х годов (Хайлов, 1985;

Хайлов и др., 1987). Актуальность исследований подтверждает и тот Защита состоится " 11 " декабря 2002 г. в 10-00 часов на засе­ факт, что, основная часть результатов работы была получена в 1994-1996 гг. в дании специализированного ученого совета Д 50.214.01 Института биологии ходе выполнения проекта «Разработка рентабельной технологии оптимизации южных морей НАН Украины по адресу: 99011, г. Севастополь, пр. Нахимова, 2.

качества морских прибрежных вод высокотрофных и урбанизированных рай­ С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биологии онов Украинского Причерноморья» Национальной программы Украины.

южных морей НАН Украины по адресу: 99011, г. Севастополь, пр. Нахимова, 2.

Наряду с практической значимостью работы, связанной с разработкой ме­ тодов конструирования биопозитивных поверхностей для усиления самоочи­ щения прибрежных экосистем, в работе рассматриваются и сугубо теоретиче­ ские проблемы взаимоотношений растительной и животной составляющих со­ обществ, количественные взаимоотношения структурно-функциональных ха­ рактеристик обрастания и его обитаемого пространства. Поскольку поиск зако­ Неврова Е. Л.

номерностей, определяющих взаимоотношения водных сообществ со средой 2 на экосистему береговой зоны и побережья» (Шифр 6/90) - соруководитель обитания, проводился с использованием современных биоэнергетических под­ ходов (Алимов, 1989;

1990;

Шульман и др. 1990), часть исследований была по­ темы.

священа определению калорийности массовых видов планктона и бентоса Чер­ • Международная Черноморская экологическая программа (BSEP) Глобально­ ного моря. го экологического фонда и Организации Объединенных Наций (GEF, UNDP) и Мирового банк (The World Bank) - руководитель координационного цен­ Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнена соответственно планам основных научных исследований Одесского тра (PCU) Украины по Защите биологического разнообразия.

филиала Института биологии южных морей НАН Украины, и есть результатом • Программа Глобального экологического фонда (GEF) и Мирового банк (The реализации следующих проектов и тем: World Bank) «Сохранение биоразнообразия украинской части дельты Дуная» - руководитель раздела «Гидрологический, гидрохимический и гидробиоло­ • Проект «Изучение основ формирования и изменчивости экосистем при­ гический мониторинг».

брежных морских вод Украины для управления биологическим разнообра­ зием и биологической продуктивностью в условиях антропогенного воздей­ • Международная программа Европейского Союза «Влияние Дуная на Черное ствия» (№ государственной регистрации 0201U001251). Программа фунда­ море» (Шифр «EROS-2000» № 1С 20 - СТ96 - 0065 и «EROS-21» № EV5VCT ментальных исследований НАН Украины - соруководитель. 94 - 0501) - исполнитель.

Цель и задачи исследования. На основании существующих и новых пока­ • Проект «Основы формирования биологического разнообразия прибрежных морских и приморских водных экосистем» (№ государственной регистрации зателей состояния сообщества обрастания обосновать количественную взаимо­ 0101U000163). Программа фундаментальных исследований НАН Украины - связь его структурно-функциональной организации с состоянием прибрежных соруководитель. экосистем Черного моря, в том числе качеством водной среды. Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

• Проект «Исследование количественных закономерностей метаморфоза бес­ определить калорийность морских и пресноводных гидробионтов бас­ позвоночных и прогнозирование их функциональной активности» (Шифр сейна Черного моря для более точной оценки их биомассы и вклада в «Метаморфоз», регистрационный номер 5/202 и 5.3/340). Программа фунда­ энергетические потоки водных экосистем;

ментальных исследований ГКНТ Украины - руководитель проекта.

уточнить и разработать зависимости для определения функциональной • Проект «Трофические связи и биоэнергетика прибрежных экотонов на при­ активности (продукции и дыхания) водных беспозвоночных Черного мере Черного и Азовского морей» (Шифр «Экотон», регистрационный но­ моря по их размерам и калорийности;

мер 6.3/251, № государственной регистрации 0197U003262). Программа определить роль обрастания в трансформации вещества и энергии в фундаментальных исследований ГКНТ Украины - исполнитель.

прибрежной зоне Черного моря;

• Проект «Разработка рентабельной технологии оптимизации качества мор­ оценить влияние физико-химических свойств субстратов, наиболее ских прибрежных вод высокотрофных и урбанизированных районов Укра­ используемых в гидростроительстве, на формирование и функциони­ инского Причерноморья» (Шифр «Биопозитивные системы»). Национальная рование сообщества обрастания;

программа исследований и использования ресурсов Азово-Черноморского определить тенденции развития обрастания Черного моря на основе бассейна, других районов Мирового океана на период до 2000 года - руко­ оценки эффективности его воспроизводства, личиночного развития, а водитель проекта.

также в связи с вселением экзотических видов;

• Проект «Мониторинг и поддержание биологического разнообразия в водно оценить количественную взаимосвязь растительной и животной ком­ болотных угодьях Украины». Научная программа Главного управления нау­ понент в процессе сукцессионного развития сообщества;

ки Министерства Образования Украины - ответственный исполнитель.

установить количественные зависимости, описывающие мелиоратив­ • Хоздоговорная тема с Одесским областным советом «Разработка научно ные свойства обрастания от изменения геометрии его обитаемого про­ технических основ и практических мероприятий по гидробиологической ме­ странства.

лиорации морской среды г. Одессы» (Шифр 9/90) - руководитель темы.

Научная концепция и основные положения, выносимые на защиту.

• Хоздоговорная тема с Одесским противооползневым управлением «Оценка Основная концепция работы может быть сформулирована следующим образом.

влияния берегозащитного и противооползневого строительства в г. Одессе Структурно-функциональная организация сообщества обрастания, являющего Разработаны теоретические представления, необходимые для оптимиза­ ся ключевым элементом управления состоянием прибрежных экосистем, зави­ ции качества прибрежных вод Черного моря при гидротехническом строитель­ сит от объема его жизненного пространства, определяемого геометрией твердо­ стве, например при создании ИР. В этой связи впервые на основе комплексных го субстрата. Таким образом, регулируя величину удельной поверхности твер­ структурно-функциональных показателей состояния сообщества обрастания дого субстрата, можно влиять на качество водной среды через самоочиститель­ сделана сравнительная оценка материалов широко используемых в гидрострои­ ную функцию сообщества прикрепленных организмов, формирующегося на тельстве. Впервые получены регрессионные зависимости, позволяющие про­ нем. Для количественной оценки самоочистительных свойств обрастания и его гнозировать изменение показателей состояния водной среды от структурно участия в формировании качества прибрежных вод были использованы био­ функциональных характеристик обрастания и геометрии его обитаемого про­ энергетические подходы и концепция трофических уровней, позволяющие странства.

представить полученные результаты в виде так называемого биотического ба­ Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и ре­ ланса, наиболее точно оценить участие структурных компонентов экосистемы в комендаций. Для получения обоснованных выводов и заключений, в том числе трансформации органических и минеральных веществ.

достоверных регрессионных зависимостей, выведенных в процессе исследова­ Основные положения:

ний, были использованы методы обработки всех полученных в ходе исследова­ количественный вклад сообщества обрастания в биотический баланс ний данных с помощью пакетов стандартных статистических программ для прибрежной экосистемы, на основе изучения биоэнергетических персонального компьютера: "Microsoft Excel 7.0", "Quattro Pro 3.0" и свойств массовых видов водорослей и беспозвоночных Черного моря;

"Statistica". Достоверность большинства выведенных количественных зависи­ сравнительная оценка биопозитивных свойств материалов, наиболее мостей была не ниже 0,95 уровня значимости. Выведение обобщающих уравне­ часто используемых в гидротехническом строительстве;

ний по расчету продукции и дыханию водных организмов было верифицирова­ адаптационные механизмы развития обрастания и изменения его но на основе сопоставления их прогностических возможностей с обширными свойств под действием природных и антропогенных факторов;

данными по функциональной активности беспозвоночных, полученными из ли­ количественные зависимости, позволяющие прогнозировать качество тературных источников и отражающими результаты прямых определений ско­ прибрежных вод Черного моря и интенсивность естественного само­ рости роста и метаболизма. Для выведения зависимостей, описывающих ме­ очищения по характеристикам обитаемого пространства обрастания лиорационный эффект сообществ водных организмов были обобщены данные, (геометрии твердого субстрата).

полученные для пресноводных, морских и солоноватоводных экосистем Черно­ Научная новизна полученных результатов. В диссертации получили го моря. Полученные в ходе исследований результаты и выводы, в том числе дальнейшее развитие теоретические представления о структурно количественные зависимости, описывающие биомелиорационный эффект об­ функциональной организации сообществ живых организмов в объеме их оби­ растания твердых субстратов, подтверждены обширным фактическим материа­ таемых пространств. В частности, уточнена формулировка и способ определе­ лом (6197 гидробиологических и гидрохимических проб) и систематическими ния обитаемого пространства обрастания, выведен новый показатель, отра­ наблюдениями за более чем 14 летний период.

жающий функциональное единство его растительной и животной компонент.

Научное значение работы. Диссертационная работа является научным Уточнены представления о взаимоотношениях между водорослями и бес­ вкладом в развитие теоретических представлений о структурно позвоночными в ходе сукцессионных изменений структуры обрастания. На ос­ функциональной организации водных сообществ, развивая современные пред­ нове продукционно-деструкционного соотношения растительной и животной ставления о биокосных системах, т.к. содержит новые данные по определению компонент выделены фазы развития сообщества. Впервые обоснованы количе­ калорийности массовых видов водорослей и беспозвоночных Черного моря, ственные механизмы формирования эпифитона, а также взаимоотношения «универсальные» уравнения по определению продукции и дыхания планктон­ биомассы макрофитов и беспозвоночных организмов в составе обрастания на ных и бентосных животных на любой стадии их онтогенеза. Разработанная ме­ стадии климаксного сообщества.

тодика определения численности личинок донных беспозвоночных в период Разработана методика прогнозирования численности личинок обрастате нерестовой активности родительских популяций позволяет выявлять долгопе­ лей в периоды их репродуктивной активности, что дало возможность выявить риодные изменения планктонных организмов, адаптационные механизмы су­ долгопериодные тенденции в развитии бентических сообществ.

ществования бентосных сообществ, в том числе обрастания. В работе анализи б ганизации сообществ водных организмов. В 1990 году он организовал работу и руются последствия и возможные причины интродукции в Черное море новых возглавил новую лабораторию Теоретических основ гидробиологической ме­ видов гидробионтов, их значение в формировании обрастания. Впервые для лиорации, где была осуществлена основная часть выполненных исследований.

Черного моря составлен биотический баланс прибрежной морской экосистемы, Автор активно способствовал развитию этого направления в Украине, возгла­ включающий донные и пелагические растения, беспозвоночных и рыб. Работа вив национальную программу по разработке рентабельной технологии оптими­ дополняет научные знания о роли сообщества обрастания в трансформации ве­ зации качества морских прибрежных вод с помощью биопозитивных конструк­ щества и энергии водных экосистем, в том числе региона Черного моря.

ций. Научные идеи, обоснования, постановка научных задач, методические раз­ Практическое значение полученных результатов. Результаты опреде­ работки принадлежат автору, что подтверждается самостоятельностью публи­ ления калорийности водорослей и беспозвоночных Черного моря позволяют их каций основных материалов работы.

использовать для определений биотического баланса морских и пресноводных Апробация результатов диссертации. Результаты диссертации доложе­ экосистем региона, что крайне важно при моделировании и прогнозировании ны на заседании Бюро Отделения Общей Биологии Президиума НАН Украины интенсивности трансформации вещества и энергии сообществами водных орга­ (Киев, 1993) и оценены в качестве перспективного научного направления;

12-ти низмов.

Международных симпозиумах (Ленинград, 1991;

Стамбул, Турция, 1991;

Ар Исследования по комплексному изучению обрастания бассейнов гидро­ кашон, Франция, 1995;

Одесса, 1996;

Салоники, Греция, 1997;

Испра, Италия, технических сооружений в пляжной зоне г. Одессы были проведены по ини­ 1998;

Киев, 2000;

Стамбул, Турция, 2001;

Одесса, 2001);

4-х Международных циативе Одесского областного совета и способствовали принятию решения по научно-практических конференциях (Одесса, 1994;

1998;

2000;

2001);

рабочем разработке комплекса мероприятий для улучшения качества морских прибреж­ совещании Европейского агентства охраны природы (Копенгаген, Дания, 1999);

ных вод.

3-х съездах Гидроэкологического общества Украины (Киев, 1993;

1997;

Терно Выполненные исследования по сравнительной характеристике субстра­ поль, 2001);

заседаниях Рабочей группы по проекту сохранения водно тов, наиболее часто используемых в гидростроительстве, были инициированы болотных угодий Украины (Вена, Австрия, 1998;

Лелистад, Нидерланды, 1998);

Одесским противооползневым управлением и использованы в плановых рабо­ коллоквиуме Отдела экофизиологии Института лимнологии Научного общества тах по защите берегов Одесского залива от оползней.

Макса Планка (Плен, Германия, 1995);

были включены в содержание цикла на­ Выведенные количественные закономерности по взаимосвязи площади учных лекций «Использования искусственных рифов для гидробиологической поверхности тростниковых зарослей с продуктивностью и биологическим раз­ мелиорации прибрежных вод», прочитанных по приглашению Института мор­ нообразием плавневых экосистем стали основой рекомендаций по регулирова­ ских исследований Средне-Восточного Технического университета (Эрдемли, нию тростниковых зарослей на территории Дунайского биосферного заповед­ Турция, 1994);

материалы диссертации неоднократно докладывались и обсуж­ ника.

дались на научных семинарах и заседаниях Одесского филиала Института био­ Регрессионные зависимости для расчета мелиорационного эффекта сооб­ логии южных морей НАНУ, Института биологии южных морей НАНУ (г. Се­ щества обрастания по геометрии твердого субстрата могут быть использованы вастополь).

при конструировании гидротехнических сооружений разного назначения, в том Публикации. По теме диссертации опубликовано 53 работы. Основные числе ИР для улучшения качества прибрежных вод, а также конструкций для результаты изложены в 8 коллективных монографиях, 13 научных сборниках, культивирования водных организмов.

16 статьях, опубликованных в журналах и специальных изданиях ближнего и Личный вклад соискателя. Автор принимал непосредственное участие дальнего зарубежья, утвержденных ВАК Украины, а также в 5 тезисах докла­ в экспедиционном сборе, обработке и анализе материалов. В частности, в сборе дов. Большинство работ (17 статей), содержащих основные результаты диссер­ и обработке зоопланктонных проб, определении валовой продукции и деструк­ тационной работы, опубликованы без соавторства.

ции ОВ по данным измерений содержания в воде растворенного кислорода (су­ Структура диссертации. Общий объем диссертации 466 страниц, вклю­ точные изменения), при определении калорийности мелких беспозвоночных чая 57 рисунков, 98 таблиц и 24 приложения. Список использованных источ­ (зоопланктон и мейобентос). Им непосредственно осуществлялась постановка ников включает 677 наименований, из которых 229 - на романо-германских лабораторных экспериментов по изучению продукции и интенсивности дыха­ языках.

ния модельных видов беспозвоночных. Автор был инициатором разработки в ОФ ИнБЮМ НАНУ направления по изучению структурно-функциональной ор s что наряду с подтверждением общего принципа - с увеличением величины Благодарность. Соискатель приносит глубокую благодарность научному удельной поверхности твердого субстрата (S/V) интенсивность самоочищения консультанту диссертационной работы академику Национальной академии на­ водных экосистем возрастает - скорость трансформации ОВ климаксным со­ ук Украины, профессору, доктору биологических наук Ю. П. Зайцеву за по­ обществом обрастания Черного моря в прибрежной зоне по своей интенсивно­ мощь в постановке исследовательских задач, анализе биологических процессов, сти сопоставима с «работой» биологических прудов и даже галечного био­ за полезные критические замечания при оформлении работы, а также за приоб­ фильтра.

ретенные, в ходе научной работы, знания и опыт. Соискатель выражает искрен­ нюю признательность своим коллегам д. б. н. Л. В. Воробьевой, д. б. н. Г. Г. При анализе материалов, используемых для строительства ИР, особое Миничевой, д. б. н. В. Н. Золотареву, к. б. н. Л. Н. Полищуку, к. б. н. Д. А. Не­ внимание было обращено на применение использованных автомобильных по­ стеровой, к. б. н. Н. Г. Теплинской, к. б. н. А. И. Иванову, с. н. с. Г. П. Гаркавой, крышек. Только в прибрежных водах США, Австралии и Западной Малайзии за и. с. И. А. Синегубу, м. н. с. С. Е. Никоновой, инженерам А. С. Морозу, Т.П. последние 10 лет было использовано около 2,5 млн. автопокрышек для соору­ Горбылевой и А.Л. Финогенову, без непосредственной помощи которых в ор­ жения ИР. Такие масштабы их использования, наряду с отсутствием четких ганизации и проведении научных исследований эта работа оказалась бы невы­ оценок их потенциальной угрозы для водных экосистем, вызвали естественную полнимой. обеспокоенность возможностью легализации захоронения отходов в морях и океанах под видом строительства ИР. Несмотря на рост общего числа публика­ ций, посвященных биологической структуре обрастания, практически отсутст­ КРАТКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННЬЕК ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О СПОСОБАХ вуют работы, посвященные анализу взаимоотношений между растительной и ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ животной компонентами сообщества. Исключение представляют работы по изучению эпифитона. Прогнозируя перспективы современных исследований, в На основании обширного обзора литературы, включающего около ряде работ делается вывод о том, что выбор оптимальных конструкций ИР по­ источников, был проанализирован мировой опыт использования ИР, установок требует разработки теории и на ее основе специальной экотехнологии.

и специальных технических устройств по культивированию гидробионтов, а Очень тесно к проблеме конструирования ИР примыкает прогнозирова­ также и водоочистке для мелиорации воды и водных экосистем. Несмотря на ние структуры хозяйств по выращиванию гидробионтов, в том числе обраста­ уже более чем 300-летний опыт строительства рифов, на сегодняшний день не телей (мидия, устрица и др.). Развитие марикультуры также способствует уси­ существует однозначного мнения по эффективности их использования, опти­ лению самоочистительной функции экосистемы. Однако отсутствие теоретиче­ мальных материалов для строительства и способов расчета их размерных ха­ ских подходов к их организации может привести к дисбалансу природных про­ рактеристик. Имеются лишь рекомендации самого общего характера: высота цессов и к вторичному загрязнению акваторий. Эта проблема становится осо­ рифа - около 1/10 глубины, оптимальный размер одного модуля не менее 100— бенно актуальной в условиях эвтрофирования. Таким образом, подобно ИР, ма 250 м. При этом как в случае ИР, так и в области марикультуры, известны по­ рикультура также нуждается в теоретических исследованиях, позволяющих не ложительные примеры влияния гидробионтов обрастателей на качество водной столько оценить возможный «урожай» выращиваемых гидробионтов при кон­ среды. В области применения технических средств очистки воды (поля ороше­ кретных условиях среды обитания, сколько сформировать оптимальный баланс ния и фильтрации, аэротенки, аэро- и биофильтры, биологические пруды и и управлять потоком вещества и энергии в водных экосистемах.

бноплато), наряду с использованием единого принципа их организации - мак­ Проведенный анализ существующих методов биологической очистки вод симальной концентрации организмов-деструкторов на пути потока ОВ, нет основывается в большинстве случаев на использовании функциональной ак­ единого способа определения мелиорационного эффекта. Хотя известны прак­ тивности сообщества обрастания для разложения (минерализации) ОВ. Макси­ тические способы расчета биофильтров по объему циркулирующей воды, вре­ мальная эффективность при этом достигается за счет использования микросо­ мени ее удержания вблизи фильтрующего слоя и параметров самого слоя: объ­ обществ бактерий, грибов и простейших - организмов с максимальной удель­ ем, диаметр пор и т.д. По интенсивности затрат кислорода на деструкцию ОВ в ной функциональной активностью.

процессе дыхания водных организмов (бактерий, инфузорий и других гетеро На основе произведенного обзора литературы, связанной с проблемой трофов), а также соотношению площади твердой поверхности к объему естест­ гидробиологической мелиорации, были сделаны необходимые обобщения, оп венных и искусственных систем с выраженным мелиоративным эффектом была осуществлена сравнительная оценка эффективности их работы. Установлено, низмов, ведущих бентический образ жизни. Это позволило охарактеризовать их ределившие перечень задач, решение которых представило суть выполненной функциональную активность на всех этапах онтогенеза. Определение скорости работы.

соматического роста и дыхания модельных видов осуществляли в лаборатор­ ных условиях. Для создания оптимальных условий существования беспозво­ МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ночных в экспериментальных условиях по пищевой обеспеченности предвари­ тельно были проведены эксперименты по определению калорийности кормо­ Поскольку в основе явления увеличения интенсивности самоочищения на вых видов водорослей, а также выведены формулы для определения их числен­ границе раздела вода-твердые тела (субстраты) лежат принципы организации ности по оптической плотности суспензий их монокультур. Всего было задей­ биокосных систем (сообществ обрастания, формирующихся на конкретных ствовано 247,5 тыс. личинок и 1570 взрослых особей модельных видов беспо­ субстратах), в работе использовались общие подходы к анализу экосистем с по­ звоночных. Выполнено более 900 измерений длины и массы тела гидробионтов зиций биогеохимии, оценивающей вклад биологической и минеральной состав­ для расчета темпов их роста при общей экспозиции более 30 суток, а также ляющей как равнозначных. С одной стороны, характер физико-химической осуществлено 353 определения содержания кислорода в воде методом Винкле природы и пространственного расположения неживого твердого субстрата оп­ ра (прямым титрованием) для установления интенсивности их дыхания.

ределяет биологическую структуру и интенсивность развития обрастания, с Изучение специфического воздействия физико-химических свойств твер­ другой - образующееся живое биоорганическое вещество структурирует кос­ дых субстратов на обрастание осуществлялось на материалах, наиболее часто ную среду, изменяя потоки вещества и энергии. В этой связи, методически, используемых в гидростроительстве: бетон, известняк, гранит и резина исполь­ проведенные исследования условно можно разделить на четыре составные час­ зованных автопокрышек. Изучение особенностей формирования обрастания на ти: 1) измерение параметров косных систем, включая их геометрическую орга­ данных материалах производилось на основе как полевых, так и лабораторных низацию и физико-химические свойства, важные для объяснения биологиче­ экспериментов. Для полевых исследований биопозитивных свойств материалов ских эффектов;

2) изучение структуры обрастания твердых субстратов разной был оборудован специальный полигон с образцами твердых субстратов, уста­ геометрии и природы;

3) эколого-физиологические исследования по определе­ новленных одновременно. Были изготовлены 4 бетонных блока с габаритами 2 нию функциональной активности гидробионтов, их участия в круговороте ве­ 1 • 0,2 м. Один - чисто бетонный, остальные три, по исследуемым типам мате­ щества и энергии водных экосистем, оценке их количественного вклада в изме­ риалов, были изготовлены путем заливки в их верхнюю горизонтальную по­ нение качества водной среды;

4) выведение общих зависимостей для прогнози­ верхность образцов гранита, известняка и резины. Отбор проб обрастания осу­ рования мелиоративного эффекта обрастания на основе анализа произведенных ществлялся рамкой количественного учета 10 • 10 см. Первые три месяца пробы измерений его косной и биологической составляющей.

отбирали еженедельно, в последующем - ежемесячно. Всего было отобрано Калорийность массовых представителей черноморского мезозоопланкто микробиологических, микро- и макрофитобентосных, мейо- и макрозообентос на и мейобентоса определялась по содержанию органического углерода, изме­ ных проб. В лабораторных условиях изучали влияние физико-химических рявшегося на анализаторе "Carlo Ebra Nitrogen Analyzer 1500" с точностью 5%.

свойств субстратов на формирование первичного обрастания в течение 10 Калорийность макрофитобентоса и макрозообентоса определялась с точностью суточной экспозиции. Отдельные лабораторные исследования были поставлены до 1% методом прямой калориметрии на микробомбовом калориметре "МВК-2" для изучения влияния экстрактов использованных автопокрышек в морской во­ в двух повторностях. Всего было исследовано 80 видов и надвидовых групп де на водную растительность. Исследования проводили на образцах свежей ре­ массовых гидробионтов Черного моря, произведено измерение около зины, а также предварительно выдержанной в морской воде в течение 1, 3 и бо­ особей.

лее 12 месяцев. Экспозицию подготовленных образцов осуществляли в термо­ Для выведения обобщающих зависимостей, пригодных для вычисления стате при температуре +10°С и +20°С. Оценку воздействия на уровне фито­ продукции и дыхания исследуемых видов черноморских беспозвоночных, в ка­ планктона осуществляли с помощью лабораторных культур одноклеточных во­ честве модельных объектов были использованы: усоногий рак Balanus дорослей: Phaeodactylum tricornutum (Bacillariophyta), Monochrysis lutheri improvisus D a r w i n и двустворчатый моллюск Mytilus galloprovincialis L a m ­ (Chrysophyta), Exuviaella pusilla (Pyrrophyta). В исследованиях с макрофитами a r c k - массовые представители донных и пелагических сообществ Черного использовали зеленые Uiva rigida и Ulothrix sp. (Chlorophyta) и красные моря. В экспериментах были использованы представители всех стадий жизнен­ Polysiphonia sanguinea и P. denudata (Rhodophyta) водоросли. В качестве пока ного цикла беспозвоночных от пелагических личинок до половозрелых орга 12 зателя реакции водорослей на выделения из резины изучалась их продукция. субстрата. Учитывая то обстоятельство, что структура, следовательно, и интен­ Все измерения производились не менее, чем в 3-х повторностях. Всего было сивность функционирования обрастания, является отражением тех жизненных выполнено 1120 санитарно-химических измерений морской воды и вытяжек условий, в которых проходило его формирование, стратегия сбора полевого ма­ исследованных образцов резины. териала на этом этапе сводилась к следующему: 1) отбору проб обрастания Для выявления общих закономерностей воспроизводства и расселения предшествовали три съемки по изучению качества водной среды в акваториях беспозвоночных обрастания на этапах их раннего онтогенеза было принято: 1) бассейнов с интервалом 7-10 суток;

2) сбор материала по вышеописанной схе­ разработать методику определения численности личинок в период их массового ме был осуществлен дважды: в период активной вегетации макрофитов ("про­ развития в планктоне;

2) определить механизмы поддержания гомеостаза попу­ дукционный период") и в период преобладания процессов разложения ОВ ("де ляций беспозвоночных обрастания на основе анализа их долгопериодных изме­ струкционный период");

3) для более точного определения средних значений нений;

3) выявить общие закономерности пространственного распределения исследованных показателей качества среды без увеличения числа отбираемых личинок обрастателей. Поскольку методические приемы, использовавшиеся проб был применен метод "интегральной пробы" (Сорокин, 1962);

4) для анали­ для нахождения количественной зависимости между численностью меропланк- за исходного качества воды, поступающей в бассейны, отбор проб производил­ тона и температурой воды, представляют оригинальный, ранее не использо­ ся также за пределами каждого из них.

вавшийся подход, его описание приведено в результатах проведенных исследо­ Комплекс проводившихся измерений на двух этапах исследований был ваний. Для этого были использованы результаты 50 наблюдений в акватории одинаковым и включал: гидрологические (температура, соленость, направление Одесского залива, во время которых было собрано 150 количественных проб и скорость течения, скорость ветра и уровень воды);

гидрохимические (взве­ зоопланктона. Долгопериодные закономерности пространственно-временного шенное и растворенное ОВ, содержание и насыщение воды кислородом, рН, распределения личинок обрастателей изучались на основе многолетних наблю­ аммиак, нитриты, нитраты, азот органический и валовый, фосфаты, фосфор ор­ дений в северо-западной части Черного моря за период 1975-1990. Всего про­ ганический и валовый, перманганатная окисляемость и БПК ), микробиологи­ анализировано 986 зоопланктонных проб, отобранных по стандартной методи­ ческие (общая численность бактериопланктона, сапрофитной микрофлоры, ке сетью Джеди. Особенности распределения личинок обрастателей в приусть­ бактерий группы кишечной палочки) и биологические (определение первичной евых районах моря были изучены на примере приустьевого взморья Дуная, где продукции фитопланктона, содержание в воде хлорофилла "а" и феофетина, было отобрано 118 проб с 54 станций. измерение площади талломов макрофитов, биомассы и размерного состава во­ Основным исследовательским полигоном для изучения мелиорационного дорослей, численности и биомассы донных и пелагических беспозвоночных).

эффекта сообщества обрастания было выбрано побережье Одесского залива, Помимо этого, в прибрежной зоне были проведены исследования ихтиофауны огороженное различными гидротехническими сооружениями. Определения на основе контрольных обловов волокушей и визуальных учетов рыб с исполь­ морфометрических характеристик исследованных бассейнов были сделаны на зованием легководолазного снаряжения. Всего в течение двух этапов исследо­ основе вертолетных аэрофотоснимков и непосредственных измерений. Иссле­ ваний была собрана и обработана 2451 проба дования были проведены в два этапа. На первом - исследовалась роль сообще­ В связи с тем, что Черное море и приморские водоемы характеризуются ства обрастания в трансформации вещества и энергии прибрежной морской широким диапазоном условий обитания гидробионтов по фактору солености от экосистемы, сезонные аспекты взаимодействия между структурными компо­ 0,3 до 350%о, видовая структура сообщества обрастания и его функциональная нентами водной экосистемы. Для этого было осуществлено 6 комплексных активность в различных акваториях исследуемого региона претерпевает суще­ съемок в акваториях двух бассейнов. Отбор проб производился после прогрева ственные изменения. В этой связи исследованиями были охвачены экосистемы воды через каждые 4 градуса и адаптации экосистемы к данному температур­ разного типа: пресноводные плавневые водоемы дельты Дуная, солоновато ному режиму на протяжении декады. Такой подход, наряду с учетом сезонных водная экосистема прибрежной зоны Одесского залива и морская экосистема изменений, позволил избежать ситуаций сгонно-нагонных явлений, исклю­ прибрежных вод острова Змеиный.

чающих установление достоверной связи между биологической структурой об­ растания и качеством пришедших вод, сформированных в иных условиях. На втором этапе исследовались различия в условиях формирования обрастания и качества воды для пяти бассейнов с разной удельной поверхностью твердого І БИОЭНЕРГЕТИКА ГИДРОБИОНТОВ БАССЕЙНА ЧЕРНОГО МОРЯ Для оценки самоочистительной функции сообщества обрастания и опре­ деления его роли в процессе трансформации вещества и энергии были проведе­ ны специальные исследования по определению энергетического эквивалента массы тела у 42 видов макрофитов, 7 видов зоопланктонных организмов на разных стадиях развития, 5 таксономических групп мейобентоса и 22 массовых видов макрозообентоса Черного моря. На основании объединения полученных данных с информацией из доступной литературы были выведены прогностиче­ ские уравнения для определения калорийности макрофитов, представителей зоопланктона и мейобентоса, а также макрозообентоса Черного моря по их раз­ мерным характеристикам, либо сырой массе. В частности, для макрофитов Черного моря установлена зависимость высокой степени значимости, позво­ ляющая определять их удельную калорийность (q, кДжт" DW) по величине удельной поверхности талломов водорослей (S/W, м кг"'):

2, q = 0,022 • (S/W) + 16,972 (г= 0,504;

n= 43) Величина среднего содержания органического углерода (в процентах от общей сырой массы) для черноморского зоопланктона составила 4,5±1,0%, для представителей мейобентоса - 7,5±1,1%. Процентное содержание сухой массы (DW) от сырой и органического углерода от сухой массы взаимосвязано. Одна­ ко, в связи с большим диапазоном колебания массы сухого беззольного вещест­ ва, по сравнению с общей массой представителей макрозообентоса, эти зависи­ мости были определены для различных таксономических групп в отдельности.

Наиболее высокое содержание углерода отмечено у полихет - 51,88±0,85% DW, наименьшее - у изопод и двустворчатых моллюсков, соответственно 41,32±1, и 42,28±2,85%.

Для выведения обобщающих зависимостей высокой степени значимости Сопоставление прогностических свойств анализируемых обобщенных зависи­ по определению удельной продукции ( P ) И дыхания (RQ) черноморских беспо­ мостей для определения дыхания беспозвоночных планктона и бентоса Черного Q звоночных через величину энергетического эквивалента массы их тела (Q, Дж) моря показало, что практически все из них занижают реальную интенсивность были использованы результаты лабораторных экспериментов на модельных ви­ дыхания для зоопланктона и завышают - для зообентоса (см. рис. 2).

дах, которые охватили все этапы жизненного цикла организмов - от пелагиче­ ской личинки до взрослых форм, характерных представителей бентоса. В окон­ КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ чательном виде «универсальные» уравнения для черноморских гидробионтов ОБРАСТАНИЯ имели вид:

P Q ( c y t y °.° • О* ' (г* "0,93;

п= 10) 32 Независимо от природы твердого субстрата, о сукцессионных изменениях V 0,049 • 0° ж (г= -0,49;

п= 57) сообщества обрастания можно судить по величине отношения валовой продук­ (rT Уравнения были верифицированы по данным прямых наблюдений за скоро­ ции автотрофов (Р) к суммарным затратам на дыхание его гетеротрофного ком­ стью роста и дыханием видов планктонных и бентосных беспозвоночных Чер­ понента (R). На основании последовательных изменений величины P / R было ного моря (рис.1,2). выделено три стадии развития обрастания: 1) равновесная начальная, или ста 16 дня устойчивого микросообщества (PYR= 0,5-1,3);

2) автотрофная переходная тяжении первых пяти недель максимально высокие количественные характери­ (P/R= 10,3-19,0);

3) равновесная заключительная, или стадия устойчивого стики обрастания отмечались на известняке и бетоне, минимальные - на грани­ макросообщества (P7R= 1,5-5,2). В условиях Черного моря продолжительность те и резине. Реакция многоклеточных водорослей на исследованные субстраты первой стадии - до 1 месяца, второй - 2-4 месяца, третьей - более года. Описа­ в течение второй стадии сукцессии была диаметрально противоположной. Мак­ ны биологические особенности каждой из выделенных стадий развития сооб­ симальное стимулирующее воздействие на развитие водорослей оказывала ре­ щества. Установлено, что при определении величины P/R недоучет продукции зина. На этом субстрате интенсивность функционирования макрофитов в сред­ пелагических организмов в функционировании сообщества прикрепленных ор­ нем была в два раза выше, чем на остальных. Третья стадия сукцессии обраста­ ганизмов приводит к занижению получаемых результатов до 10 раз. ния определяется развитием вида-эдификатора, полностью подчиняясь его эко­ логическому метаболизму. По мере развития сообщества обрастания увеличи­ вается биологическое разнообразие видов, входящих в его состав. Через полто­ ра месяца экспозиции субстратов в море наиболее высокое видовое разнообра­ зие беспозвоночных (58 видов) обнаружено на известняке, наименьшее (28 ви­ дов) - на граните.

Специальными лабораторными экспериментами было установлено, что из образцов резины, предварительно выдержанных в морской воде более одного месяца, выше допустимого уровня выделялись лишь формальдегид и нефте­ продукты, которые оказывали стимулирующее влияние на развитие водорос­ лей. Из резины использованных автопокрышек с различными сроками предва­ рительной экспозиции в морской воде («без экспозиции», «одномесячная», «трехмесячная» и «многолетняя») наименее токсичной оказалась, как и следо­ Q, Дж/экз вало ожидать, резина с «многолетней» выдержкой в морской воде. Однако для Рис. 2. Сопоставление обобщенных зависимостей интенсивности дыхания вод­ образцов резины этого типа констатировано выделение формальдегида в кон­ ных беспозвоночных (R, сут" ) от их энергоемкости (Q, Джэкз" ) для прогнози­ 1 центрациях, в 6 раз выше допустимого уровня миграции - 0,01 мг-дм", но не рования функциональной активности гидробионтов Черного моря.

превышающей ПДК для рыбохозяйственных водоёмов - 0,1 мг-дм". Чувстви­ Обозначения. «Универсальные» уравнения: 1 - уточненное по Б.Г. Александрову (1997);

2 тельность фитопланктона к выделениям из автопокрышек в морскую воду ока­ Александров, 1997;

3 - Moloney, Field, 1989;

4 - Hemmingsen, 1960. Сообщества беспозво­ залась менее высока, чем макрофитов. Максимальный стимулирующий эффект ночных: # - мезозоопланхтон, О - макропланктон (медузы и гребневики);

А - зообен был обнаружен у перидинеи Exuviaella pusilla и красной водоросли Polysiphonia тос.

denudata, продукция которых в присутствие экстрактов "свежей" резины была более высокой по сравнению с контролем. Стимулирующее влияние резины на Специфику формирования обрастания на субстратах разной природы ис­ рост водорослей объясняется ее выделениями в воду альдегида муравьиной ки­ следовали на примере бетона, гранита, ракушечника и резины использованных слоты (формальдегида) - промежуточного продукта синтеза растениями многих автопокрышек. Установлено, что в наибольшей степени различия в развитии ОВ. Наряду с доказанным фактом биопозитивности резины как субстрата, ее обрастания проявляются в течение первого месяца их экспозиции в море (на широкомасштабное использование должно находиться под контролем, особен­ первой стадии сукцессии) и определяются величиной рН и окислительно но в эвтрофированных акваториях, поскольку может стать причиной вторично­ восстановительного потенциала (Eh) поверхностного слоя субстрата. Подкис го загрязнения из-за накопления детрита.

ление воды в приповерхностном слое субстрата стимулирует развитие гетеро­ трофных представителей обрастания: бактерий, высших морских грибов и бес­ Для анализа долгопериодной динамики количественного развития личи­ позвоночных, а подщелачивание - автотрофных, стимулируя валовую первич­ нок донных беспозвоночных была разработана методика прогнозирования их ную продукцию, что закладывает основу начала второго этапа сукцессии бла­ численности в период репродуктивной активности родительских популяций с годаря развитию макрофитов. При этом различия экстремальных значений ис­ помощью дифференциального температурного показателя (К ), который наряду т следованных показателей колебались в пределах 2-20 кратного уровня. На про ко многощетинковые черви из всех анализируемых групп организмов, прояви­ ли одинаковую тенденцию возрастания численности в биотопах рыхлых грунтов и твердых субстратов, что хорошо согласуется с увеличением процент­ ной доли полихет в составе меропланктона. Их относительная численность в Придунайском районе Черного моря возросла в 3,8 раз в последнее десятиле­ тие, по сравнению с 60-ми годами, сохранив ту же тенденцию и после вселения гребневика мнемиопсиса. В этот период в приустьевых районах СЗЧМ доля ли­ чинок полихет в составе меропланктона возросла в 1,3-1,8 раз. Одновременно отмечено незначительное снижение доли личинок двустворчатых моллюсков (табл. 1).

Таблица Изменение соотношения численности (%) основных систематических групп меропланктона в приустьевых районах северо-западной части Черного моря (слой 0-10 м) Этапы из­ Взморье Дуная Взморье Днепра и Буга менений Polychaeta Bivalvia Cinipedia Cirripedia Polychaeta Bivalvia - А: 1960-1972 11,5±2,5 52,3±8,4 36,3±8, Б: 1973-1989 24,4±5,3 45,8±7,5 29,8±6,5 28,1±4,1 47,2±4,2 24,7±3, В: 1990-1996 44,3±18,2 38,8±19,4 12,8±4,7 36,4±7,0 19,1±8,5 44,5±3, Обозначения: А - до звтрофироваяия, Б - эвтрофирование, В - вселение мнемиопсиса.

Характеризуя пространственное распределение личинок обрастателей, было установлено, что их основные концентрации сосредоточены в заключи­ тельной зоне трансформации речных вод в море при солености 12-17%о в гра­ ницах пелагического экотона «река-море». Пространственное расположение экотона носит выраженный сезонный характер. В частности, граница начала зоны заключительной трансформации вод Дуная удалена на расстоянии более 70 км от края дельты в весенний период и до 45 км - летом.

Описаны зоны основных скоплений личинок массовых видов беспозво­ ночных обрастания М. galloprovincialis, В. improvisus, P. ciliata и N. succinea.

УЧАСТИЕ СООБЩЕСТВА ОБРАСТАНИЯ В КРУГОВОРОТЕ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ ПРИБРЕЖНОЙ МОРСКОЙ ЭКОСИСТЕМЫ На основе определения биотического баланса прибрежной экосистемы северо-западной части Черного моря, была произведена сравнительная оценка интенсивности функционирования сообществ планктона, обрастания и бентоса рыхлых грунтов. При этом для точности сопоставления итоги произведенных Продолжение табл. определений были пересчитаны на объем обитаемого пространства (в том числе ОБРА СТАН ИЕ для обрастания и бентоса) с учетом интенсивности водообмена и ниже приве­ Макрофиты 44754±6374 1975 ±349 846 ± 1 5 дены в пересчете на м\ Чистая продукция макрофитов достигала 43% от обще­ Макро- сестонофаги 369322 ± 2121 ± 7241 ± 2786 ± 12148± го вклада автотрофов прибрежной зоны в фотосинтез. По абсолютной величине зообентос 2320 266 739 399 продукция макрофитов составила 1129 Дж-м^-сут', а фитопланктона - фито- 21935± 223 ± 2129 ± 4034± 1682 ± Дж-м "Сут", Среди пелагических беспозвоночных основная часть потока веще­ детритофаги 4578 51 736 ства и энергии идет через инфузорий. Их общий рацион превысил таковой зоо­ детритофаги 2046 ± 684 23 ± 6 58 ± 1 6 137 ± 3 57 ± 1 планктона в 2,5 раза, составив в среднем 1153 Дж-м сут. Беспозвоночные со­ фитофаги 353 ±101 4± 1 11± 3 11± 3 26± общества обрастания, населяющие один квадратный метр твердой поверхности, хищники 477 ± 7 4 4 ±0,5 6± 1 7± 1 17± ВСЕГО в процессе питания за сутки ассимилирует 598±64 кДж ОВ. При этом функцио­ 393102± 2370 ± 9411 ± 16319± 4538 ± 22398 290 975 597 нальными доминантами сообщества являются двустворчатый моллюск М.

Мейо- сестонофаги 10± 2 0,2 ±0,06 0,6 ±0,2 2 ±0, 0,8 ± 0, galloprovincialis и усоногий рак В. improvisus, на долю которых приходится в бентос детритофаги 12± 3 6 ±0,10 1 ±0,4 2 ±0, 1 ±0, среднем 81,68% рациона. Роль мейобентоса в переработке ОВ незначительна.

фитофаги 24 ± 7 9± 3 18 ± 7 18± 7 45 ± Его рацион составлял 0,3% всего обрастания и 6,9% населения рыхлых грунтов. хищники 0,13 0,12 0,01 0, 0, По интенсивности потребления пищи вклад ихтиокомплекса был в 2,5 раза ВСЕГО 45 ± 1 0 9± 3 49 ± 1 20 ± 8 20 ± меньше суммарного рациона беспозвоночных сообщества обрастания - соот­ ЬЕНТО С (мягких грунтов) ветственно 6488 и 16368 Дж-м" сут" (табл. 2).

3 Макро- сестонофаги 36435 661± 368 2328 ± 653 ± зообентос ±20503 1225 ± Таблица фито- 2754 ± 19±15 61 ± 4 7 149 ± 8 69 ± 5 Биотический баланс экосистемы прибрежной зоны Одесского залива детритофаги детритофаги 33930 159 ± 6 3 428 ± 167 ± 4 2 168 ± 4 Компо­ Трофический Биомасса Элементы баланса, Дж-м' -сут" 3 ± (Q*) нент эко­ статус Продук­ Дыхание Выделе­ Рацион (I) фитофаги 8± 3 1 ±0 0,4 ± 0, 0,3 ±0,1 0,2 ±0, системы (размеры) ция (Р) ние (F) (R) хищники 55 ± 3 9 0,3 ± 0,2 0,3 ±0,2 0,9 ± 0, 0,3 ± 0, ПЛАНКТОН ВСЕГО 73182± 772 ± 4130 ± 883 ± 2565 ± Сестон 0 Юмкм 9050 ±1632 35782 1258 7533 ± 0 = 10-50 мкм Мейо- сестонофаги 38 ± 2 1 0,8 ±0,4 1 ±0,5 4± 2± 7269 ± 0 = 50-105 мкм бентос детритофаги 110±24 3±0,5 5 ±0,7 5 ±0,9 13± 21513± ВСЕГО фитофаги 55 ± 2 81 ± 2 8 289 ± 1 0 119±44 116± Бактериопланктон 15646 ±562 7708±2207 8273±2530 хищники 1,2 ±0,6 0,03 0,17±0, 0, 0, (V 3000 мкм ) Фито­ 338 ±166 1225± 790 109 ± 6 ВСЕГО 230 ± 4 6 58 ± 2 1 123 ± 4 4 307 ± 1 0 125 ± 4 планктон (V 3000 мкм ) 190± 86 473 ± 345 94 ± 6 НЕ КтОн ВСЕГО 529 ±128 1698 ±723 203 ± 6 5 Рыбы планктофаги 24100 73 1903 альгофаги Инфузо­ 20±7 30 ± 1 0 3 4 ± 11 32 ± 11 97 ± 3 1 бентофаги 12984 143 3072 рии микрофаги 11 ± 3 26 ± 10 31 ± 9 22± 7 79 ± 2 4 ВСЕГО 37084 216 4975 хищники 2±1 8± 6 5± 4 1± 0 15± ВСЕГО 33 50 71 56 191 Примечание. Представлены данные среднегодовой интенсивности функционирования ком­ нанофаги Зоо­ 25 ± 1 0 29± 7 7± 1 23 ± 6 59 ± 1 5 понентов экосистемы в «вегетационный» период 1991 года с указанием ошибки определения планктон эврифаги 14± 4 7± 3 средней величины. Обозначение: *Q - энергетический эквивалент массы, Дж-м".

3± 1 6± 2 16± хищники 0,02 0,08 0,00 0,03 0, Основной поток энергии, поступающей в прибрежную экосистему, идет ВСЕГО 39 ± 11 36±8 10±2 29 ± 6 75 ± 1 через детритную пищевую цепь. По абсолютной величине первичная продукция автотрофов существенно ниже необходимых суммарных затрат 22 энергии для существования структурных компонентов сообщества на обрастание, но и на всю экосистему прибрежной зоны моря. Отмечено гидробионтов прибрежной зоны моря. Суммарные траты на дыхание в среднем увеличение биомассы и продукции макрофитов, соответственно на 23 и 32%.

в 7 раз превышают величину продукции фотосинтеза. Планктонные Общая интенсивность функционирования экосистемы увеличилась в 4 раза, гетеротрофы (инфузории и зоопланктон) утилизируют не более 1,5% составив в среднем 11 кДж-м" -сут"'.

энергетических запасов сестона. Суммарный суточный рацион всех бентических беспозвоночных, включая обрастателей, составляет 96,7% энергии БИОМЕЛИОРАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА СООБЩЕСТВА ОБРАСТАНИЯ взвешенного ОВ. Из этого количества только сообществом обрастания В САМООЧИЩЕНИИ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ РАЗНОГО ТИПА потребляется 16,4 кДж-м" -сутили 78,7% ОВ. Об исключительной роли мидии в трансформации вещества и энергии прибрежной зоны моря свидетельствует Широкий диапазон физико-химических условий существования водных факт, что на ее долю приходится 46% продукции, 98% дыхания, 90% выделения экосистем в бассейне Черного моря вызывает необходимость разработки и 87% рациона всего сообщества обрастания, через которое проходит 94% обобщенных подходов к оценке их биологического разнообразия, потока энергии прибрежной зоны моря. Установлено, что 52% суточного продуктивности и интенсивности самоочищения. Одним из существенных объема поступления взвешенного ОВ приходится на обрастание, 35% - на различий прибрежных водоемов, отражающихся на составе их флоры и фауны, внешние источники, например, речной сток Днепра и Южного Буга. является минерализация воды. Диапазон их солености составляет 0,3-296,0%о.

Сезонную сукцессию обрастания изучали на основе изменения Для выявления обобщающих зависимостей, отражающих функциональную продукционно-деструкциоиного соотношения сообщества. Для прибрежной активность сообщества обрастания в процессах самоочищения воды, с зоны северо-западной части Черного моря установлено, что отношение валовой помощью единой методики и теоретических подходов были исследованы продукции к суммарной деструкции гетеротрофов не превышало единицы. Для пресноводные, солоновато-водные и морские экосистемы прибрежной зоны продукционного (вегетационного) периода, охватывающего период с середины Черного моря. Географическими объектами проведенных исследований стали мая до конца августа, за счет развития автотрофов, величина P/R максимальна и водоемы украинской части дельты Дуная, прибрежная зона Одесского залива и в среднем составляет 0,35. Для деструкционного периода (остальная часть года) острова Змеиный.

- значение P/R минимально и составляет в среднем 0,15. За счет усиления По уровню валовой первичной продукции плавни дельты Дуная можно осадконакопления в деструкционный период доля бентоса рыхлых грунтов в отнести к полиэвтрофным водоемам. При этом было установлено, что их суммарном метаболизме беспозвоночных, при пересчете на плошадь среднемноголетний уровень валовой первичной продукции в теплое время года поверхности дна или твердых субстратов, возрастает с 11 ±8% до 23±16%, в 2,7 раза превысил интенсивность функционирования однотипных мелководий достигая величины 175 кДж-м^сут". Для сравнения максимальная дельты Днепра. Установлено, что основной вклад в формирование валовой интенсивность дыхания обрастания составляла 769 Дж-м^-сут". Определив первичной продукции пресноводных плавневых экосистем вносят примерно в интенсивность функционирования прибрежной морской экосистемы в разные равных частях одноклеточные водоросли обрастания тростника (46%) и сезоны года, включая скорость образования детрита, была установлена погруженная водная растительность, в том числе макрофитобентос (42%). На взаимосвязь этих процессов не только с содержанием взвешенного ОВ, но и долю фитопланктона в среднем приходится 10, микрофитобентоса - 2% общего другими регламентируемыми показателями водной среды. Установлены объема продукции.

пороговые значения функциональной активности прибрежных сообществ, при Основным видом твердых субстратов плавневых экосистем, на котором которых отмечалось превышение нормативного уровня состояния водной формируется сообщество обрастания, является поверхность погруженной части среды по водородному показателю и биохимическому потреблению кислорода. стеблей тростника. Установленные регрессионные зависимости между Превышение рН наблюдалось при интенсивности продукции макрофитов, площадью поверхности твердого субстрата, биологическим разнообразием и при пересчете на площадь дна либо поверхность субстратов, свыше 150 кДж-м" продуктивностью плавневых экосистем легли в основу обоснования -сут", а БПК - в случае достижения скорости осадконакопления, 2 мероприятий по регуляции степени зарастания водного зеркала высшей водной обеспечивающей величину рациона макрозообентоса рыхлых грунтов свыше растительности для поддержания оптимального уровня продуктивности и 280 кДж'М^-сут"'. Оценены изменения биотического баланса под воздействием максимального биологического разнообразия водной экосистемы. В частности, дренажного стока, который оказывает стимулирующее воздействие не только выведенные количественные закономерности стали основой обоснования среднегодовая интенсивность потребления взвешенного ОВ сообществом обрастания прибрежной зоны моря составила 379±53 кДжм" -сут*, что 2 соответствовало изъятию 8,5 г с одного кв. метра твердого субстрата в течение суток.

Прибрежная зона острова Змеиный была рассмотрена в качестве эталона морской экосистемы. С использованием легководолазной техники была измерена удельная поверхность твердых субстратов подводных склонов острова, составившая 0,153 м". Установлено, что по величине этого показателя остров занимает промежуточное положение между тростниковыми зарослями изолированных водоемов (C = 5,400 м" ), где отмечается максимальная s интенсивность самоочищения, и открытыми водотоками (Cs= 0,001 м" ) дельты Дуная. На основе количественных исследований эпифитона и обрастания твердых субстратов острова была оценена интенсивность самоочищения водной среды сообществом обрастания. Интенсивность суточного разложения ОВ беспозвоночными обрастания была оценена величиной 464±152 кДжм", что эквивалентно разложению 10,4 г Сор с одного кв. метра твердого субстрата.

Г ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ВОДНОЙ СРЕДЫ С ПОМОЩЬЮ ОБРАСТАНИЯ ТВЕРДЫХ СУБСТРАТОВ Исследование беспозвоночных сообщества обрастания в размерном диапазоне объемов обитаемых пространства (У жп) в пределах 14 порядков Б величин дало возможность установить количественные зависимости высокой степени значимости, позволяющие прогнозировать их структурно функциональную характеристику (биомассу и интенсивность дыхания) от различных показателей геометрии У. Таким образом, было доказано, что БЖ ранее выявленные связи структуры и функциональной активности водорослей, населяющих твердые субстраты, с параметрами их обитаемых пространств (Хайлов и др., 1993, 1994) характерны и для животной компоненты сообщества.

С увеличением размеров обитаемых пространств значения биологических характеристик обрастания закономерным образом уменьшается, при этом существуют критические ограничения размеров обитаемых пространств, определяемых величиной живых организмов. В частности, на границе значений 10 -10 см происходит переход между размерами обитаемых пространств 3 4 макро- и мейобентоса. Различия в формировании сообщества беспозвоночных сообщества обрастания начинают проявляться при величине У жп= 100 см, что Б соответствует условиям появления в структуре обрастания более крупных видов со средней продолжительностью жизни более одного месяца. Выведены количественные зависимости для осуществления инженерных расчетов твердых субстратов и структурно-функциональным характеристикам обрастания (табл. 3).

Таблица Параметры зависимости (вида lg Y= lg а + b lg X) между характеристиками структурно-функциональной организации сообщества обрастания, его обитаемого пространства и мелиоративного воздействия на водную среду Вид зависимости n r lga b DW =f(Cs) 0,846 ± 0, 1 5 0,64* -0,104 ± 0, R=f{Cs) 0,830 ± 0, 2 0 42 0,55* -0,563 ± 0, 0,040 ± 0, 0 1 -0,459 ± 0, 1 2 46 0,34* Риал / ( Р Б Ж П ) = DW =f(S/So) 1,112 ± 0, 0 9 43 0,89* -0,557 ± 0, R = f(S/So) 1,223 ± 0, 0 8 0,91* -0,883 ± 0, 2 7 C =f(S/So) -1,940 ± 0, 4 6 9 -0,328 ± 0, 1 4 42 -0,35* s Зф/Кгап =/№&) -0,153 ± 0, 1 3 -0,17 -0,553 ± 0, -0,091 ± 0, -0,166 ± 0, 1 5 46 -0,30* N„„ =/(#&) H -0,158 ± 0, 0 5 -0,44* -0,258 ± 0, 1 6 Tw=f(S/So) 0,022 ± 0, 1 2 7 0,065 ± 0, 42 0, Oy.=/(5/5o) -0,040 ± 0, 0 1 -0,039 ± 0, 0 5 -0,35* BOB = f(S/So) 0,186 ± 0, 0,31 0,313 ± 0, 2 8 -0,187 ± 0, 1 5 -0,003 ± 0, 46 -0, Рф=/(5/5Ь) -0,139 ± 0, 0 3 -0,322 ± 0, 1 4 42 -0,50* N =/(DJF ) M -0,158 ± 0, 0 3 -0,369 ± 0, 1 5 42 -0,53* (\=f(DWi) -0,033 ± 0, -0,056 ± 0, 0 5 42 -0,36* BOB =f(DWi) 0,407 ± 0, 2 7 8 0,166 ± 0, 0 7 41 0,35* -0,044 ± 0, 0 6 41 -0,11 -0,115 ± 0, 2 3 -0,052 ± 0, 42 -0,11 -0,088 ± 0, БПК =Д5ф/Иф) Обозначения. * критическое значение г достоверные для 95% вероятности. Показатели обитаемого пространства обрастания: Укжп - объем ближайшего жизненного пространства, см, Cs - удельная поверхность твердого субстрата, и, S/So - отношение суммарной площади твердого субстрата к площади дна на которой он расположен;

показатели структурно-функциональной организации обрастания: DW3 - общая биомасса сухого беззольного вещества беспозвоночных обрастания, приведенная к УБЖП, мг-см", R - интенсивность дыхания, Дж-см" -сут", S* - фотосинтетическая поверхность водорослей 1 макрофитов;

показатели мелиоративного эффекта: Ntm - содержание азота минерального, N.M - азота валового, - фосфора валового, 0% - насыщение воды кислородом, ВОВ содержание взвешенного ОВ, Р* продукция фитопланктона, Nj^, - общее микробное число, БШС5 - биохимическое потребление кислорода. Мелиоративный эффект оценивался по величине отношения абсолютных значений показателей качества водной среды за и в пределах УБЖП 28 Выведенные зависимости между показателями состояния сообщества обрастания и характеристиками качества водной среды, наряду с теоретическим значением, могут быть использованы и на практике для управления свойствами прибрежных вод, на основе регуляции соотношения их объема и площади размещенной в нем поверхности твердого субстрата естественного и искусственного происхождения.

ВЫВОДЫ 1. Впервые для 76 видов и надвидовых групп гидробионтов Черного моря (в том числе макрофитов - 42 видов, зоопланктона - 7 видов, мейобентоса - таксономических групп и макрозообентоса - 22 видов) определена калорийность, выведены уравнения, позволяющие с высокой степенью точности определять энергетический эквивалент массы тела макрофитов, а также донных и пелагических беспозвоночных любой систематической принадлежности, необходимый для биоэнергетических расчетов, оценки роли гидробионтов в биотическом балансе водных экосистем. Калорийность гидробионтов изменялась в широком диапазоне и зависила от их размерных характеристик и содержания сухого беззольного ОВ.

2. Установлена тесная связь темпов роста и интенсивности дыхания беспозвоночных от их удельной калорийности. Выведены "универсальные" уравнения для прогнозирования удельной продукции и дыхания беспозвоночных по энергетическому эквиваленту массы их тела (PQ= 0,051Q" и RQ= 0,049-Q" ), позволяющие прогнозировать темпы роста и 0,235 0, самоочистительную способность на любой стадии их онтогенеза.

3. Впервые на основе фактических данных по формированию и развитию сообщества обрастания, а также физико-химических свойств твердых субстратов дана количественная оценка материалам, наиболее часто используемых в гидротехническом строительстве (бетон, известняк, гранит и резина использованных автопокрышек). Установлен стимулирующий эффект выделений резины автопокрышек на рост морских одноклеточных и многоклеточных водорослей, что необходимо учитывать при использовании этого распространенного материала для строительства ИР в эвтрофированных акваториях. Из проанализированных субстратов наиболее приемлемыми для крупномасштабного использования следует признать известняк и бетон.

4. Разработана методика прогнозирования численности личинок обрастателей в периоды репродуктивной активности родительских популяций для выявления долгопериодных изменений их количественного развития.

Установлено, что одним из компенсаторных механизмов поддержания зо зависимости, наряду с теоретическим значением, имеют большое практическое значение, поскольку могут быть использованы для управления свойствами прибрежных вод на основе размещения твердого субстрата естественного и искусственного происхождения с оптимально подобранными размерными характеристиками.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Егоров В. Н., Поповичев В. Н., Бурлакова 3. П., Крупаткина Д.К., Ко­ валенко Т.П., Александров Б.Г. Математическая модель седиментационной функции экосистемы фотического слоя западной халистатики Черного моря // Молисмология Черного моря. - Киев: Наук, думка, 1992. - С. 50-62.

2. Александров Б. Г., Зайцев Ю. П., Воробьева Л. В., Рясинцева Н. И.

Гидробиологические исследования // Мониторинг, поддержание биологическо­ го разнообразия в водно-болотных угодьях Украины. - Мелитополь: Бранта, 1995.-С. 108-134.

3. Zaitsev Yu. P., Alexandrov В. G. Recent man-made changes in the Black Sea ecosystem // Sensitivity to Change: Black Sea, Baltic Sea and North Sea. Dordrecht: Kluwer Academic Publ., 1997. - P. 25-31.

4. Alexandrov B. G., Zaitsev Yu. P. Black Sea biodiversity in eutrophication conditions // Conservation of the Biological Diversity as a Prerequisite for Sustain­ able Development in the Black Sea Regioa - Dordrecht: Kluwer Academic Publ., 1998.-P. 221-234.

5. Александров Б. Г. Влияние Дуная на формирование мезозоопланктона Черного моря // Экосистема взморья украинской дельты Дуная. - Одесса: Ас тропринт, 1998. - С. 245-261.

6. Александров Б. Г., Зайцев Ю. П. Биоразнообразие придунайского рай­ она Черного моря в условиях эвтрофирования // Там же. - С. 304-322.

7. Alexandrov В. G. The function of wetlands // The Black Sea in Crisis. Singapore, New Jersey, London, Hong Kong: World Scientific Publishing Co. Pte.

Ltd., 1998. - P. 84-89.

8. Александров Б. Г. Взаємозв'язок якості середовища і структури вод­ них угруповань. Меліораційний ефект плавневих екосистем // Біорізноманіт ність Дунайського біосферного заповідника, збереження та управління. - Київ:

Наукова думка, 1999. - С. 449-473.

9. Exotic species in the Aegean, Marmara, Black, Azov and Caspian Seas / Ed.

by Yu. Zaitsev and B. Oztttrk. - Istambul: Published by Turkish Marine Research Foundation, 2001. - 267 pp.

24. Александров Б. Г., Миничева Г. Г., Стрикаленко Т. В. Экологические Ю.Зайцев Ю. П., Воробьева Л. В., Александров Б. Г. Северный источник аспекты использования резины автомобильных покрышек как субстрата искус­ пополнения фауны Черного моря // Докл. АН УССР. Сер. Б. - 1988. - № 11. - С.

ственных рифов // Биология моря. - 2002. - Т. 28, Вып. 2. - С. 131-137.

63-65.

25. Александров Б. Г., Курилов А. В. Биотический баланс сообщества пела П.Александров Б. Г., Анн И. Экспресс-метод определения численности гиали прибрежной зоны Черного моря // Экология моря. - 2002. - Вып. 61. - С.

одноклеточных водорослей и некоторые рекомендации по их культивированию 5-10.

// Биология моря. - 1989. - Вып. 1. - С. 72-75.

12.3айцев Ю. П., Александров Б. Г. Антропогенное влияние на нейстон 26. Александров Б. Г., Полищук Л. Н. Пелагические личинки бентосных прибрежной зоны моря и способы его оценки // Биология моря. - 1989. - Вып. беспозвоночных северо-западной части Черного моря / Ин-т биол. южн. морей 2. - С. 56-60. АН УССР им. О. О. Ковалевского, Одес. отд. - Одесса, 1994. - 44 с. - Деп. в ВИНИТИ 14.03.94, № 592-В94.

13.Зайцев Ю. П., Гаркавая Г. П., Павленко А. Д., Александров Б.Г., Руснак 27. Alexandrov В. G. Biotic balance of the ecosystem of the coastal zone of the Е.М. Активная поверхность "река - море", как специфический биотоп // Гидро Black Sea in conditions of intensive antropogenic influence // Proc. Intern. Black Sea биол. журн. - 1989. - 25, № 6. - С. 23-24.

Symp.: "Ecological Problems and Economical Prospects", Istanbul, Turkey 16- 14.3айцев Ю. П., Александров Б. Г., Волков С. О., Воробьева Л.В., Дятлов Sept, 1991. - Istanbul: Acar Matbaacilic A.S., 1994. - P. 77-84.

С.Е., Колесникова Е.А., Миничева Г.Г., Нестерова Д.А., Руснак Е.М., Синегуб 28. Alexandrov В., Garkava G., Dyatlov S., Ivanov A., Minicheva G., Polischuk И.А., Хуторной С.А. Биология прибрежных вод острова Змеиный // Доп. НАН L., Sinegub I. The influence of the Ecosystem of the Stentsovskie-Zhebrianskie Украши. - 1999. - № 8. - С. 111-114.

Marshes in the Danube Delta // Limnologische Berichte Denau 1997, Band I Wissen 15. Александров Б. Г. Значения морськоТ бюти острова ЗмГшого для екоси schaftliche Referate. 32 Konferenz. Der I. A.D. Wien / Osterreich, 1997. - P. 179 стеми шельфу // Вюн. Одеськ. держ. ун-ту. - 2000. - 5, вып. 1. - С. 193-198.

184.

16. Александров Б. Г. Методологические аспекты управления качеством 29. Alexandrov B. G. Management possibilities of marine coastal waters quality водной среды с помощью обрастания твердых субстратов // Экологическая on Odessa Bay example // Management and conservation of the northern-western безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ре­ Black Sea coast: Sci. publ. proc. of the EUCC Intern, symp., Odessa, 1996. - Одеса:

сурсов шельфа. - Севастополь, 2000. - С. 351-359.

Астропринт, 1998. - P. 7-14.

П.Александров Б. Г., Юрченко Ю. Ю. Зависимость структурно 30. Alexandrov B. G., Khutornoy S. A. Using of the fish for regulation of the sea функциональных свойств морского зоообрастания от геометрии твердых суб­ water quality in the Odessa coast (realities and prospects) // Ibid. - P. 15-19.

стратов // Там же - С. 367-376.

31. Александров Б. Г., Юрченко Ю. Ю. Теоретические аспекты конструи­ 18. Александров Б. Г. Калорийность беспозвоночных Черного моря. I. Зоо­ рования искусственных рифов для мелиорации прибрежных акваторий Черного планктон и мейобентос // Экология моря. - 2001. - Вып. 55. - С. 5-10.

моря // Экология, экономика, рынок. - Одесса: ОЦНТЭИ, 1999. - С. 8-12.

19. Александров Б. Г. Калорийность беспозвоночных Черного моря. II.

32. Александров Б. Г., Ходаков И. В. Изменение структуры и самоочисти­ Макрозообентос // Там же - 2001. - Вып. 56. - С. 71-76.

тельной способности обрастания прибрежной зоны Черного моря в условиях 20. Александров Б. Г. Калорийность водорослей-макрофитов Черного моря антропогенного воздействия // Экологические проблемы Черного моря. - Одес­ // Альгология. - 11, № 2. - 2001. - С. 180-187.

са: ОЦНТИ, 1999. - С. 192-197.

21. Александров Б. Г., Теплинская Н. Г., Андриенко А. А. Роль микроорга­ 33. Alexandrov В., Zaitsev Yu. Chronicle of exotic species introduction into the низмов в формировании морского обрастания твердых субстратов различной Black Sea // Proc. Intern. Symp. "The Black Sea ecological problems", Odessa, природы // BICH. Одеськ. нац. ун-ту. - 2001. - 6, вып. 4. - С. 3—7.

Ukraine 31 Oct.-5 November, 2000 - Odessa, OCNTI, 2000. - P. 14-19.

22. Александров Б. Г. Теоретические основы управления качеством водной 34. Zaitsev Yu. P., Alexandrov B. G. Origin and present state of biological di­ среды с помощью твердых субстратов // Доп. НАН Украши. - 2001, № 5. - С.

versity in the Black Sea with special comments about Ukrainian area // Збереження i 181-184.

мониторинг бюлопчного та ландшафтного р1зномаштгя в Украйп. - К.: Нац.

23. Александров Б. Г. Использование искусственных рифов для управления екол. центр Украши, 2000. - С. 188-193.

состоянием прибрежных морских екосистем // Наук. зап. Тернопш. держ. пед.

ун-ту. Сер. Бюл. - 2001. - 14, № 3. - С. 119 - 120.

34 вих видів планктону і бентосу Чорного моря, виведені «універсальні» рівняння 35.Александров Б. Г. Экологические последствия антропогенного преобра­ для визначення продукції і дихання безхребетних на будь-якій стадії онтогене­ зования прибрежной зоны Черного моря в XX веке // Исследование береговой зу. На основі схеми біотичного балансу дана кількісна оцінка виняткової ролі зоны морей. - Киев: Изд-во "Карбон-Лтд", 2001. - С. 25-34.

обростання в самоочищенні прибережної зони моря. Описано фундаментальні Зб.Орлова I., Дерезюк Н., Костильов Е., Танасюк О., Александров Б., Зай­ закономірності сукцесії обростання на твердих субстратах різного типу.

цев Ю.П. Біологія // Стан довкілля Чорного моря: Нац. доп. України, 1996 Оцінені біопозитивні властивості матеріалів, найбільш використовуваних у 2000 pp. - Одеса: Астропринт, 2002. - С. 54-63.

гідробудівництві. Виведено кількісні залежності структурно-функціональної 37. Alexandrov В., Berlinsky N., Bogatova Yu., Bushuev S., Garkavaya G., організації водних угруповань від геометрії їх життєвого простору. Уточнено Zaitsev Yu. The Danube role in the Black Sea contamination // Problems of regional визначення поняття «найближчий життєвий простір», запропонований спосіб seas 2001: Proc. of the Intern. Symp. On the Probl. Of Reg. Seas, Istanbul, Turkey, визначення його обсягу. Обґрунтовано новий показник функціональної актив­ 12-14 May 2001. - Istanbul: Turk Deniz Arastirmalarib Vakfi, 2001. - P. 64-75.

ності співтовариства обростання, що відображує разом внесок його рослинного 38. Александров Б. Г. Определение веса и калорийности мидий северо­ і тваринного компонента. Виведено рівняння для оцінки потенціалу самоочи­ западной части Черного моря // Тез. докл. I съезда гидроэкол. об-ва Украины щення прибережних екосистем за рахунок обростання по ряду регламентованих (Київ, 16-19 листопада, 1993).-Киев, 1994.-С. 10.

показників.

39. Александров Б. Г., Гаркавая Г. П., Горбылева Т. П., Миничева Г.Г., Те Ключові слова: Чорне море, твердий субстрат, обростання, калорійність, плинская Н.Г. Возможности и перспективы гидробиологической мелиорации біотичний баланс, самоочищення, якість води.

Одесского залива // Тр. междунар. научн.-практ. конф. «Экологические пробле­ мы Одесского региона и их решение», 14—15 дек. 1994. - Одесса, 1995. - С.

Александров Б.Г. Гидробиологические основы управления состоянием при­ 157-159.

брежных экосистем Черного моря - Рукопись.

40. Александров Б. Г. Прогнозирование продукции и дыхания водных бес­ Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук позвоночных в онтогенезе // Тез. доп. Другого з'їзду гідроекол. тов. України по специальности 03.00.17 - гидробиология. - Институт биологии южных мо­ (Київ, 27-31 жовтня, 1997). Київ, 1997. - Т.1. - С. 98-100.

рей НАН Украины, Севастополь, 2002.

41. Alexandrov В. Changes in productivity of the Black Sea and some practical В работе развивается новое направление гидробиологических исследова­ recommendations for it's protection // Materials of Intern. Symp. "The Black Sea eco­ ний по оценки функциональной роли водных сообществ в формировании каче­ logical problems", Odessa, Ukraine. 31 Oct. - 5 Nov., 2000. - Odessa: OCNTI, 2000.

ства прибрежных вод на основе использования биогеохимического подхода.

- P. 8-13.

Для оценки вклада гидробионтов в трансформацию вещества и энергии опреде­ 42-Александров Б. Г., Полищук Л. Н. Долгопериодные изменения развития лена калорийность массовых видов планктона и бентоса Черного моря, выведе­ личинок обрастателей в северо-западной части Черного моря // Сб. доп. наук. ны «универсальные» уравнения для определения продукции и дыхания беспо­ практ. конф. "Екологічні проблеми водних екосистем та забезпечення безпеки звоночных на любой стадии онтогенеза. На основе схемы биотического баланса життєдіяльності на водному транспорті", Одеса, 24-25 травня 2001р. - Одеса, дана количественная оценка исключительной роли обрастания в самоочищении 2001.-С. 137-139.

прибрежной зоны моря. Описаны фундаментальные закономерности сукцессии обрастания на твердых субстратах разного типа. Оценены биопозитивные свой­ Александров Б.Г. Гідробіологічні основи управління станом прибережних ства материалов, наиболее используемых в гидростроительстве. Выведены ко­ екосистем Чорного моря.- Рукопис.

личественные зависимости структурно-функциональной организации водных Дисертація на змагання ученого ступеня доктора біологічних наук по сообществ от геометрии их обитаемого пространства. Уточнено определение спеціальності 03.00.17 - гідробіологія - Інститут біології південних морів НАН понятия «ближайшее жизненное пространство», предложен способ определе­ України, Севастополь, 2002.

ния его объема. Обоснован новый показатель функциональной активности со­ У роботі розвивається новий напрямок гідробіологічних досліджень по общества обрастания, отражающий вклад его растительной и животной компо­ оцінки функціональної ролі водних угруповань у формуванні якості прибереж­ нент. Выведены уравнения для оценки потенциала самоочищения прибрежных них вод на основі використання біогеохімічного підходу. Для оцінки внеску экосистем за счет обрастания по ряду регламентируемых показателей.

гідробіонтів у трансформацію речовини й енергії визначена калорійність масо Ключевые слова: Черное море, твердый субстрат, обрастание, калорий­ ность, биотический баланс, самоочищение, качество воды.

Alexandrov B.G. Hydrobiological fundamentals of the Black Sea coastal ecosystems management. - Manuscript.

Thesis for a doctor's degree by speciality 03.00.17 - Hydrobiology. - The In­ stitute of Biology of Southern Seas of National Academy of Science of Ukraine, Se­ vastopol, 2002.

Recent trend of hydrobiological researches concerned with estimations of a function role of aquatic communities in formation of water quality in the coastal zone develops on the basis of biogeochemical approach has been presented in this work.

For an estimation of the quantitative contribution of hydrobionts into transformation of substance and energy the definition of calorie content of mass Black Sea plankton and benthos species, "universal" equations for calculation of invertebrates production and respiration has been fulfilled. Is submitted biotic balance coastal ecosystem of the Black sea, on the basis of which the input of fouling community in transformation of substance and energy is appreciated. The fundamental rules of the fouling succession on the different type of hard substrates are described. The biopositive properties of materials of a natural and artificial origin that most used in hydraulic engineering construction, including rubber tire covers are appreciated.

The method of forecasting the number of the fouling larvae during maximal reproduction activity of parent populations has been work up. Long-term changes of fouling structure and functional activity, caused by eutrophication and introduce spe­ cies in the Black Sea are appreciated.

The quantitative dependencies of structurally and functional organization of fresh-water and marine communities of the Black Sea from geometry of inhabited space are deduced. The definition of concept "the nearest living space" is specified, the way of calculation of its volume is offered. The new index of function activity of fouling community, reflecting contribution its plant and animal components is proved. Quantitative dependence allowing to prognosticate epiphyton biomass on size the area of a surface of seaweed substrate is deduced for the first time. The equa­ tions for an estimation of potential of self-purification of the coastal ecosystems by the fouling account on series of regulated indexes are deduced. Prescribed dependen­ cies alongside with theoretical importance have the large practical meaning, as can be Подписано к печати 07.06.2002 г. Формат 60x84 1/16.

utilised for management of properties of coastal waters on the basis of placement Усл. печ. л. 2,0. Печать ризографическая. Зак. № 759.

Тираж 100 экз.

hard substrate of the different origin with the optimally selected dimensional charac­ teristics.

Напечатано в типографии фирмы "Ветаком" Key words: the Black Sea, hard substrate, fouling, calorie content, biotic bal­ 65023, г. Одесса, ул. Пантелеймоновская, 15-а, ance, self-purification, water quality.

тел.: (0482) 496-100,496-101.



 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.