1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Биология внутренних вод
  4. № 6, 2023

Биология внутренних вод, 2023, № 6, стр. 811-820

Содержание пигментов в донных отложениях небольшого руслового водохранилища

Л. Е. Сигарева a, *, Н. А. Тимофеева a, В. В. Законнов a

a Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук
пос. Борок, Некоузский р-н, Ярославская обл., Россия

* E-mail: sigareva@ibiw.ru

Поступила в редакцию 25.11.2022
После доработки 02.02.2023
Принята к публикации 17.05.2023

Аннотация

Представлены первые данные о концентрациях растительных пигментов в донных отложениях уникального по гидрологическому режиму Уводьского водохранилища (бассейн р. Волга, Россия), которые поддерживают гипотезу о более интенсивном накоплении углерода в небольших водоемах. Установлено, что среднее на станциях содержание хлорофилла а и продуктов его трансформации достигает 62.6 ± 10.0 мкг/г сухого грунта, 35.2 ± 4.5 мг/(м2 · мм) сырого грунта, 0.73 ± 0.09 мг/г органического вещества отложений. Соотношение органического углерода с концентрацией пигментов варьирует в пределах 400–6000 в зависимости от типа грунта, что существенно превышает величины, известные для макрофитов и фитопланктона. Несмотря на особенности гидродинамики и геоморфологии водохранилища, пространственное распределение осадочных пигментов согласуется со структурой грунтового комплекса, что типично для разнотипных водоемов. Отмечено уменьшение различий между концентрациями пигментов в песчаных и илистых биотопах Уводьского водохранилища по сравнению с Верхней Волгой. Средняя концентрация хлорофилла а с феопигментами (58.5 ± 6.7 мкг/г сухого грунта), рассчитанная с учетом площадей грунтов разного типа, в Уводьском водохранилище в 2.3 раза больше, чем в крупном Горьковском водохранилище, из которого вода поступает через канал Волга–Уводь. Трофическое состояние водохранилища по концентрации осадочных пигментов – мезотрофное. Признаки эвтрофирования в Уводьском водохранилище выражены более четко, чем в Горьковском.

Ключевые слова: хлорофилл а, феопигменты, трофическое состояние, донные отложения, Уводьское водохранилище

Список литературы

  1. Авакян А.Б., Салтанкин В.П., Шарапов В.А. 1987. Водохранилища. М.: Мысль.

  2. Алимов А.Ф. 2000. Элементы теории функционирования водных экосистем. СПб.: Наука.

  3. Буторин Н.В., Зиминова Н.А., Курдин В.П. 1975. Донные отложения верхневолжских водохранилищ. Л.: Наука.

  4. Винберг Г.Г. 1960. Первичная продукция водоемов. Минск: Изд-во АН БССР.

  5. Долотов А.В., Гапеева М.В., Козловский Е.В. 2010. Оценка загрязнения тяжелыми металлами Уводьского водохранилища // Вод. ресурсы. 2010. Т. 37. № 1. С. 58.

  6. Жукова Т.В., Михеева Т.М., Адамович Б.В. и др. 2016. Бюллетень экологического состояния озер Нарочь, Мястро, Баторино (2015 год). Минск: Белорус. гос. ун-т.

  7. Законнов В.В. 2007. Осадкообразование в водохранилищах волжского каскада: Автореф. дис. … докт. геогр. наук. М.: ИГ РАН. 39 с.

  8. Законнов В.В., Куражковский А.Ю., Маркевич Г.И. 2000. Экология Уводьского водохранилища. Донные отложения и особенности их формирования // Экология, биоразнообразие и систематика водных беспозвоночных. Ч. 2. Борок. С. 279. Деп. в ВИНИТИ. 17.01.2000, № 73-В00.

  9. Ковалева И.В., Финенко З.З. 2019. Количественные закономерности изменения относительного содержания хлорофилла при совместном действии света и температуры у диатомовых водорослей // Вопросы современной альгологии. № 3(21). С. 28.

  10. Маркевич Г.И., Елизарова В.А. 2000. Экология Уводьского водохранилища. Фитопланктон и фотосинтетические пигменты // Экология, биоразнообразие и систематика водных беспозвоночных. Ч. 2. Борок. С. 170. Деп. в ВИНИТИ. 17.01.2000, № 73-В00.

  11. Минеева Н.М. 2004. Растительные пигменты в воде волжских водохранилищ. М.: Наука.

  12. Папченков В.Г., Маркевич Г.И. 2003. Флора и растительность Уводьского водохранилища // Биология внутр. вод. № 4. С. 18.

  13. Румянцев В.А., Коронкевич Н.И., Измайлова А.В. и др. 2021. Водные ресурсы рек и водоемов России и антропогенные воздействия на них // Изв. РАН. Сер. геогр. Т. 85. № 1. С. 120.

  14. Сигарева Л.Е., Тимофеева Н.А. 2001. Растительные пигменты в донных отложениях как показатели трофического состояния водохранилищ Верхней Волги // Проблемы региональной экологии. № 2. С. 23.

  15. Сигарева Л.Е., Тимофеева Н.А. 2023. Пигментные характеристики макрофитов Рыбинского водохранилища // Биология внутр. вод. № 3. С. 420.https://doi.org/10.31857/S0320965223030233

  16. Сигарева Л.Е., Тимофеева Н.А., Законнов В.В. 2004. Особенности распределения растительных пигментов в донных отложениях Чебоксарского водохранилища // Гидробиол. журнал. Т. 40. № 5. С. 27.

  17. Сигарева Л.Е., Тимофеева Н.А., Законнов В.В. 2013. Оценка влияния фитопланктона на продукционные свойства донных отложений Чебоксарского водохранилища по растительным пигментам // Вода: химия и экология. № 1. С. 72.

  18. Сигарева Л.Е., Тимофеева Н.А., Законнов В.В. 2022. Растительные пигменты и органическое вещество в донных отложениях крупных мелководных озер Северо-Запада России // Геохимия. Т. 67. № 12. С. 1284.

  19. Смольская О.С., Жукова А.А. 2020. Содержание растительных пигментов в донных отложениях озер Нарочь, Мястро и Баторино // Журн. Белорус. гос. ун-та. Экология. № 2. С. 18.

  20. Соловьева В.В. 1996. Фитопланктон Уводьского водохранилища // Эколого-физиологические исследования водорослей и их значение для оценки состояния природных вод. Ярославль: Ярослав. гос.-техн. ун-т. С. 95.

  21. Структура и функционирование экосистемы Рыбинского водохранилища в начале XXI века. 2018. М.: РАН.

  22. Тимофеева Н.А., Сигарева Л.Е., Законнов В.В. 2021. Вариабельность трофии донных биотопов Горьковского водохранилища по осадочным пигментам // Вод. ресурсы. Т. 48. № 1. С. 70.

  23. Тищенко П.Я., Медведев Е.В., Барабанщиков Ю.А. и др. 2020. Органический углерод и карбонатная система в донных отложениях мелководных бухт залива Петра Великого (Японское море) // Геохимия. Т. 65. № 6. С. 583.

  24. Behrenfeld M.J., Boss E., Siegel D.A., Shea D.M. 2005. Carbon-based ocean productivity and phytoplankton physiology from space // Glob. Biogeochem. Cycles. V. 19. № 1. GB1006. https://doi.org/10.1029/2004GB002299

  25. Bernát G., Boross N., Somogyi B. et al. 2020. Oligotrophication of Lake Balaton over a 20-year period and its implications for the relationship between phytoplankton and zooplankton biomass // Hydrobiologia. V. 847. № 19. P. 3999. https://doi.org/10.1007/s10750-020-04384-x

  26. Cabecinha E., Van den Brink P.J., Cabral J.A. et al. 2009. Ecological relationships between phytoplankton communities and different spatial scales in European reservoirs: implications at catchment level monitoring programmes // Hydrobiologia. V. 628. № 1. P. 27. https://doi.org/10.1007/s10750-009-9731-y

  27. Cardoso-Silva S., Mizael J.O.S.S., Frascareli D. et al. 2022. Geochemistry and sedimentary photopigments as proxies to reconstruct past environmental changes in a subtropical reservoir // Environ. Sci. Pollut. Res. V. 29. № 19. P. 28495. https://doi.org/10.1007/s11356-022-18518-2

  28. Fisher J.B., Lick W.J., McCall P.L., Robbins J.A. 1980.Vertical mixing of lake sediments by tubificid oligochaetes // J. Geophys. Res. V. 85. № C7. P. 3997.

  29. Garnier M., Holman I. 2019. Critical review of adaptation measures to reduce the vulnerability of European drinking water resources to the pressures of climate change // Environ. Man. V. 64. № 2. P. 138. https://doi.org/10.1007/s00267-019-01184-5

  30. Gushulak C.A., Leavitt P.R., Cumming B.F. 2021. Basin-specific records of lake oligotrophication during the middle-to-late Holocene in boreal northeast Ontario, Ca-nada // The Holocene. V. 31. № 10. P. 1539. https://doi.org/10.1177/09596836211025972

  31. Hofmann A.M., Kuefner W., Mayr C. et al. 2021. Unravelling climate change impacts from other anthropogenic influences in a subalpine lake: a multi-proxy sediment study from Oberer Soiernsee (Northern Alps, Germany) // Hydrobiologia. V. 848. № 18. P. 4285. https://doi.org/10.1007/s10750-021-04640-8

  32. Krol M.S., de Vries M.J., van Oel P.R., de Araújo J.C. 2011. Sustainability of small reservoirs and large scale water availability under current conditions and climate change // Water Resour. Man. V. 25. № 12. P. 3017. https://doi.org/10.1007/s11269-011-9787-0

  33. Lorenzen C.J. 1967. Determination of chlorophyll and phaeo-pigments: spectrophotometric equations // Limnol., Oceanogr. V. 12. № 2. P. 343. https://doi.org/10.4319/lo.1967.12.2.0343

  34. Makri S., Lami A., Lods-Crozet B. et al. 2019. Reconstruction of trophic state shifts over the past 90 years in a eutrophicated lake in western Switzerland, inferred from the sedimentary record of photosynthetic pigments // J. Paleolimnol. V. 61. № 2. P. 129. https://doi.org/10.1007/s10933-018-0049-5

  35. Moir K.E., Hickey M.B.C., Leavitt P.R. et al. 2018. Paleolimnological proxies reveal continued eutrophication issues in the St. Lawrence River Area of Concern // J. Great Lakes Res. V. 44. P. 357. https://doi.org/10.1016/j.jglr.2018.02.001

  36. Möller W.A.A., Scharf B.W. 1986. The content of chlorophyll in the sediment of the volcanic maar lakes in the Eifel region (Germany) as an indicator for eutrophication // Hydrobiologia. V. 143. № 1. P. 327. https://doi.org/10.1007/BF00026678

  37. Phillips G., Pietiläinen O.P., Carvalho L. et al. 2008. Chlorophyll-nutrient relationships of different lake types using a large European dataset // Aquat. Ecol. V. 42. № 2. P. 213. https://doi.org/10.1007/s10452-008-9180-0

  38. Post D., Pace M., Hairston N. 2000. Ecosystem size determines food-chain length in lakes // Nature. V. 405. P. 1047. https://doi.org/10.1038/35016565

  39. Rahaman M., Masroor M., Rehman S. et al. 2022. State of art of review on climate variability and water resources: bridging knowledge gaps and the way forward // Water. Res. V. 49. № 4. P. 699. https://doi.org/10.1134/S0097807822040169

  40. Rühland K.M., Paterson A.M., Smol J.P. 2015. Lake diatom responses to warming: reviewing the evidence // J. Paleolimnol. V. 54. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1007/s10933-015-9837-3

  41. Swain E.B. 1985. Measurement and interpretation of sedimentary pigments // Freshwater Biol. V. 15. № 1. P. 53. https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.1985.tb00696.x

  42. Winslow L.A., Read J.S., Hanson P.C., Stanley E.H. 2015. Does lake size matter? Combining morphology and process modeling to examine the contribution of lake classes to population-scale processes // Inland Waters. V. 5. № 1. P. 7. https://doi.org/10.5268/IW-5.1.740

  43. Wu Q., Li Q., Luo H. et al. 2022. Comparison in phytoplankton diversity-productivity-community stability between river-type reservoir and lake-type reservoir // J. Ocean. Limnol. V. 40. № 4. P. 1485. https://doi.org/10.1007/s00343-021-1175-x

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Биология внутренних вод

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал