Температура. P = DO2 max + 0,85 · DO2 н · ¾¾¾ или P = 1,6 · DO2 max

Dt

T

T

P = DO_{2 max} + 0,85 · DO_{2 н} · ¾¾¾ или P = 1,6 · DO_{2 max}

где DO_{2 max} - разность между минимальным содержанием кислорода в утренние часы и его максимальным содержанием в послеполуденное время; DO_{2 н} - снижение содержания кислорода за время от захода до восхода солнца; t - продолжительность светлого времени суток, час.

Суммарное потребление кислорода на дыхание (R) определялось:

О_вос - О _зах

R = DO_{2 н} = ¾¾¾¾¾

где О_вос и О _зах - содержание кислорода на восходе и закате солнца, Dt - интервал времени между измерениями кислорода.

К безусловным преимуществам использованного метода следует отнести его интегральность, позволяющую оценить суммарную продукцию всех автотрофов водоема.

Определение продукции макрофитов.

Метод основан на прямых измерениях биомассы талломов водорослей за фиксированные интервалы времени:

Р= (В_t - B₀)/t

P"= P/B_ср

где Р – чистая продукция водорослей, мг·сут^-1; P" - удельная продукция макрофитов, сут^-1; B₀ – сырая масса таллома в начале эксперимента; В_t – масса таллома в момент времени t; B_ср - средний вес таллома водоросли за исследуемый период времени.

Расчетный метод.

Дыхание и продукцию одноклеточных водорослей можно определить по расчетным уравнениям, выведенным на основании многочисленных эмпирических данных. В частности для одноклеточных водорослей Черного моря широко используются зависимости, выведенные З.З. Финенко (1982):

R= 0,024V^0,72 и P= 0,405V^0,54

где R- дыхание, мг С·ч^-1; P- фотосинтез (продукция) в среднем за фотопериод, 10^-9 мг С·ч^-1.

Продукцию макрофитов можно определить с помощью модели Г.Г. Миничевой (1998), основанной на определении величины удельной поверхности водорослевой популяции. В общем виде схема расчета имеет вид:

Р = b₀ + b₁ + ИПФ

b₁ = f ∙ (S/W_i)

b₀ = f ∙ (S/W_i)

где ИПФ – индекс поверхности фитоценоза, S/W_i – удельная поверхность популяции видов, входящих в сообщество (фитоценоз), b₀ и b₁ – коэффициенты уравнения.

Основные факторы, определяющие первичную продукцию.

Подводная освещенность.

Для определения валовой первичной продукции измеряют скорость фотосинтеза планктона на нескольких горизонтах фотической зоны. Эта зона ограничена поверхностью воды и глубиной, которой достигает 1% приходящей солнечной радиации, т.е. глубиной, равной примерно 2,5 S (S -прозрачность воды (м), измеренной с помощью белого диска Секки). Обычно наблюдения за скоростью фотосинтеза проводят на горизонтах, соответствующих глубинам, равным 0,25 S; 0,5 S; 1 S; 2 S и 3 S.

Расчеты первичной продукции под 1 м² поверхности водоема учитывают скорость фотосинтеза планктона на нескольких горизонтах фотической зоны, выбранных в соответствии с прозрачностью воды.

Продолжительность светового дня. Изложена ранее.

Продолжительность развития организмов зависит от температуры, которая в природных условиях изменяется в широких пределах. Для учета температурного фактора при определении продукции и дыхания гидробионтов используется «температурный коэффициент» Вант-Гоффа (Q₁₀). Цифровое значение которого непосредственно указывает. Во сколько раз ускоряются жизненные процессы при увеличении температуры на 10⁰.

a_t = 1 / Q₁₀^(19-T)/10

где температурный множитель; Т – температура воды в период наблюдений; 19 – значение температуры воды, для которых выведено абсолютное большинство расчетных формул. Значения Q₁₀ находятся по «нормальной кривой» Крога для следующих диапазонов температуры:

Т^0С	Q10
5-10	3,5
10-15	2,9
15-20	2,5
20-25	2,3

Динамика роста популяций одноклеточных водорослей.

Скорость роста клеток зависит от скорости биохимических реакций, обуславливающих синтез белков и нуклеиновых кислот, которые в отличие от запасных веществ являются активной частью протоплазмы. Суммарным выражением скорости биосинтетических реакций популяции одноклеточных водорослей может служить скорость деления клеток, т.к. рост отдельной клетки ограничен известным пределом. Рост водорослей рассмотрим на примере фитопланктона, т.к. он является основным продуцентом ОВ в водных экосистемах.

В условиях культур у всех видов водорослей различают два возраста – индивидуальный и популяционный, т.к. скорость деления клеток тесно связана с происхождением индивидуального и популяционного циклов (пояснить на примере диатомовых).

Популяционный возраст описывается, как правило, S-образной кривой. Во время роста культуры водорослей в лимитированных объемах различают следующие фазы роста:

1. Лаг-фаза, в которой не происходит увеличения клеток;

2. Экспоненциальная, или логарифмическая, фаза, в которой численность клеток увеличивается в геометрической прогрессии;

3. Фаза уменьшения относительного роста;

4. Стационарная фаза, когда количество клеток постоянно;

5. Фаза гибели.

Все фазы являются результатами взаимодействия клетки со средой.

Между концентрацией веществ снаружи и внутри клеток существует определенная зависимость, что дает возможность ускорять или замедлять определенные энзиматические процессы ускорять или замедлять определенные ферментативные процессы внутри клетки, тем самым изменяя определенным образом концентрацию продуктов обмена в окружающей среде.

Продолжительность лаг-фазы зависит от популяционного возраста инокулята (увеличиваясь с его возрастом), а также от концентрации в нем клеток.

В лаг-фазе происходит реставрация энзимов и увеличение концентраций внеклеточных органических метаболитов в среде, продуцируемых самими клетками до оптимального уровня, при котором начинается быстрый рост. В частности, рост водорослей стимулирует гликолиевая кислота.

После окончания лаг-фазы водоросли переходят в экспоненциальную фазу, которая характеризуется быстрым их ростом. Продолжительность этой фазы зависит в основном от скорости деления и величины максимальной концентрации клеток, при которой способен расти данный вид (у большинства диатомовых водорослей эта фаза заканчивается при достижении концентрации 10-15 тыс. кл/мл). Чем медленнее размножаются водоросли, тем более продолжительной становится экспоненциальная фаза роста.

Третья – пятая фазы роста наступают вследствие полного поглощения биогенных элементов в процессе роста и происходит накопление в среде аутотоксичных веществ. Торможение роста водорослей в культурах в большей мере вызывают продукты жизнедеятельности самих водорослей.

Дата добавления: 2015-05-08