Обнаружена связь между изменениями численности бактериопланктона озера и его трофическим состоянием

05.02.2019



Продуктивность водоёмов: рек и озёр, – представляет интерес как для тех, кто занимается эксплуатацией природных ресурсов, обеспечивая нас с вами, к примеру, рыбой и другими продуктами, так и для тех, кто проводит мониторинг (наблюдения) и исследует механизмы, обеспечивающие функционирование водных экосистем.

Международный коллектив авторов, в число которых входят, наряду со специалистами из Белоруссии и Индии, три сотрудника Института теоретической и экспериментальной биофизики Российской Академии наук провел математический анализ данных, полученных в ходе многолетнего мониторинга экосистемы (сообщества живых организмов и среды их обитания) Нарочанских озёр, крупнейшей из озёрных систем Белоруссии. Эти озёра представляют собой три водоёма: оз. Нарочь, оз. Мястро и оз. Баторино, находящихся в непосредственной близости друг от друга, но сильно отличных по продуктивности (то есть по приросту массы микроскопических планктонных водорослей и других фотосинтезирующих организмов). Результаты их исследований будут опубликованы в статье, которая должна вскоре (февраль 2019 г) появиться в журнале “Ecological Indicators”.

Для классификации озёрных экосистем в терминах продуктивности почти сто лет назад была предложена концепция трофического статуса. Обычно озёра качественно подразделяются на олиготрофные (глубокие озёра с малым количеством питательных веществ и малой продукцией органического вещества), мезотрофные (озёра со средними трофическими условиями) и эвтрофные (неглубокие озёра с большим поступлением в них питательных веществ и большим содержанием органического вещества). В этих терминах оз. Нарочь является олиго-мезотрофным, оз. Мястро – мезотрофным, а наименьшее и наиболее подверженное цветению оз. Баторино – эвтрофным. С целью численной, а не только лишь качественной оценки трофического статуса водоёмов несколько десятилетий назад в научный оборот были введены численные индексы (trophic state indices, TSI): индекс хлорофилла (TSIChl), индекс общего фосфора (TSITP) и индекс прозрачности воды по диску Секки (TSISD). Среди этих индексов TSIChl является, по-видимому, наиболее адекватным, поскольку непосредственно сопоставляется с фактором, который может влиять на предсказуемость биомассы фитопланктона и, как следствие, – на продуктивности водоёма. Однако обилие бактериопланктона (свободно плавающая часть бактерий), являющегося, наряду с фитопланктоном (часть планктона, представленная растениями), важным экологическим звеном, обеспечивающим продуктивность водоёмов, до сих пор не сопоставлялось напрямую с численными значениями индексов (TSI).

«Результаты нашей работы показали, что, несмотря на то, что динамика обилия бактериопланктона и динамика содержания хлорофилла а в каждом из озёр Нарочанской группы не коррелируют друг с другом, система Нарочанских озёр как целое характеризуется отчётливой линейной зависимостью между вариациями во времени численных значений индекса TSIChl в каждом из водоёмов, входящих в систему Нарочанских озёр: оз. Баторино, оз. Мястро, малый плёс оз. Нарочь, большой плёс оз. Нарочь, – и соответствующими вариациями обилия бактериопланктона. Этот результат означает, что обилие бактериопланктона неразрывно связано с трофическим статусом исследуемых водоёмов, характеризуемого величиной трофического индекса хлорофилла» - рассказал пресс-службе ИТЭБ РАН один из авторов статьи, главный научный сотрудник Лаборатории биофизики возбудимых сред, профессор, доктор физико-математических наук Медвинский Александр Берельевич.

«Кроме того, нами продемонстрирована корреляция (взаимосвязь) флуктуаций (случайных отклонений) обилия бактериопланктона и колебаний температуры воды, что согласуется с результатами, полученными нами ранее с применением численной оценки индекса захвата фазы, характеризующего степень фазовой синхронизации временных рядов, отражающих колебания температуры и хаотические флуктуации обилия бактериопланктона в Нарочанских озёрах (Medvinsky et al., 2017)» - сообщил Александр Берельевич.

Следует отметить, что в статье 2017 г. было указано на существенное отличие в степени влияния температуры на динамику бактериопланктона и на динамику фитопланктона. Более детальное исследование этих механизмов будет продолжено авторами с применением методов математического моделирования.

Работа частично поддержана Белорусским Республиканским Фондом и грантом РФФИ (№17-04-00048).

На фото соавторы статьи из Пущино: Александр Берельевич Медвинский, Наиля Ильдусовна Нуриева, Алексей Вячеславович Русаков. Фото пресс-службы ИТЭБ РАН

Источники:

Adamovich B.V., Medvinsky A.B., Nikitina L.V., Radchikova N.P., Mikheyeva T.M., Kovalevskaya R.Z., Veres Y.K., Chakraborty A., Rusakov A.V., Nurieva N.I., Zhukova T.V. Ralations between variations in the lake bacterioplankton abundance and the lake trophic state: Evidence from the 20-year monitoring // Ecological Indicators. 2019. V. 97. P. 120-129.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160X18307465

Medvinsky A.B., Adamovich B.V., Aliev R.R., Chakraborty A., Lukyanova E.V., Mokheyeva T.M., Nikitina L.V., Nurieva N.I., Rusakov A.V., Zhukova T.V. Temperature as a factor affecting fluctuations and predictability of the abundance of lake bacterioplankton // Ecological Complexity. 2017. V. 32. P. 90-98.

Материал подготовила:
Алсу Дюкина
Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru,
Пресс-релизы ИТЭБ РАН: http://web.iteb.psn.ru/press-release.htm

©РАН 2019