Структура и функционирование биологических сообществ, страница 22

Примечание. Данные 1979 г. получены совместно с И.Л. Пыриной; * – расчетные величины; прочерк – отсутствие данных.

Первичная продукция в единице объема воды в 2–8 раз превосходит деструкцию, однако в пересчете на водную толщу получаются соизмеримые значения, отношение которых (ΣA/ΣR₀) колеблется в пределах 0.5–2.1 (см. табл. 4.17). Первичная продукция в толще воды ограничена небольшой глубиной фотосинтезирующего слоя и относительно невелика. Отношение ΣA/ΣR₀ отражает направленность баланса органического вещества в водной толще и указывает на гетеротрофный (ΣA/ΣR₀ < 1) или автотрофный (ΣA/ΣR₀ > 1) характер функционирования экосистемы. В первом случае, который наиболее типичен для водохранилищ, в водоеме преобладают окислительные процессы, идущие за счет как автохтонного, так и аллохтонного ОВ, второй может отмечаться в ходе сезонной сукцессии (чаще в летний период) и связан с накоплением продуцированного в системе ОВ (Одум, 1986). Величины ΣA/ΣR₀ свидетельствуют об относительной сбалансированности продукционных и деструкционных процессов в толще воды Иваньковского, Угличского и Рыбинского водохранилищ и преобладании окислительных процессов в Горьковском, отрицательная направленность баланса органического вещества в котором отмечалась и ранее (Кудрявцев, 1974а; Романенко, 1967б; Тарасова, 1973, 1977; Шмелев, Субботина, 1983).

При оценке потоков энергии в экосистеме важно получить представления об энергетических затратах ее отдельных компонентов. Расчеты показывают, что дыхательные потери фитопланктона – основного продуцента органического вещества – в среднем составляют 36.2%–53.6% от суммарной деструкции в воде Иваньковского и Угличского водохранилищ соответственно (табл. 4.18). При этом на собственный обмен водорослей расходуется от 38.6 (Иваньковское) до 57% (Горьковское) валовой первичной продукции. В виде доступной следующим трофическим уровням чистой продукции в водоем поступает от 66.1% валовой продукции в Иваньковском до 79.9% в Угличском водохранилище.

Основным энергетическим источником для водной экосистемы служит энергия Солнца. Энергетическая эффективность первичного продуцирования в четырех исследованных водохранилищах высока, она оценивается сходными величинами и в среднем составляет 0.20–0.24% от интегральной по спектру солнечной радиации, поступающей на поверхность водоема. Большая часть этой энергии (от 0.13 до 0.18%) остается в экосистеме в виде чистой продукции (табл. 4.19).

Таким образом, показатели как первичной продукции, так и деструкции в водохранилищах Верхней Волги представлены близкими величинами. Несмотря на различия в обилии фитопланктона (содержании хлорофилла) одинаково высокая интенсивность фотосинтеза, характерная для эвтрофных вод, во всех водохранилищах обусловлена высокой обеспеченностью водорослей биогенным питанием. Интегральная первичная продукция, зависящая в основном от световых условий, ограничена небольшой глубиной фотосинтезирующего слоя, ее величины типичны для вод со средней продуктивностью.

Таблица 4.18

Составляющие баланса органического вещества в воде водохранилищ

      ΣA, г О₂/(м²·сут)                 2.370.29–7.50±0.21     2.440.85–6.670.25      2.810.28–6.980.09     2.160.66–8.08±0.15 

      ΣAч, г О₂/(м²·сут)               1.570.23–4.68±0.15     1.960.57–5.510.20      2.060.21–6.050.0.8      1.540.27–5.49±0.10 

      То же, % от ΣA                       21.1                                               10.0–93.070.9–1.2              

      ΣR₀, г О₂/(м²·сут)                    0.40                 2.22±0.28            3.210.51–12.7±0.16      3.540.33–15.7±0.34 

      ΣRф, г О₂/(м²·сут)                                             1.10 0.13              1.220.08–3.890.06          1.07 0.09