Hydrobiologuicheskie osnovi upravleniya sostoyaniem ... - CEEMaR

Глава 1. Гидробиологическая мелиорация (история вопроса)При пересчете данных, приведенных в доступной литературе,для построения итоговой зависимости были использованы следующиедопущения. Объем интерстициальных пор как показателя,доступного для жизни пространства мейобентоса, определялсяэкспериментально по методике А. Янсона [553], основаннойна измерении объема воды, необходимого для насыщения грунта.При этом объем пустот в мелком, среднем и крупном пескесоставил соответственно 28,0; 28,2 и 29,1 %. При вычислениизначений показателя S/V биофильтров допускалось, что среднийдиаметр щелей составляет 40 % среднего диаметра частиц [502].Общее количество полостей принималось равным численностиэлементов наполнителя биофильтра. Интенсивность дыханиябактерий высчитывалась с учетом скорости процесса нитрификациипри Т= 20 °С, равной 0,001 кги стехиометрическихпотребностей в кислороде для реализации этогопроцесса: на 1 мг NH4 требуется 4,5 мг 02 [393]. Объем жизненногопространства пресноводного обрастания определялся по егомаксимальной высоте, принимавшейся равной 0,15 см, что соответствуетсредней длине раковины дрейсены — вида-эдификаторасообщества [339]. Толщина (высота) морского обрастания принималасьравной 4,0 см; это средняя длина мидий в зрелом сообществеприкрепленных организмов.Сопоставление интенсивности очистки воды различными биологическимиметодами позволило установить следующее. Придиапазоне удельной поверхности жизненного пространства гидробионтов(S/V), составляющего 8 порядков величин, удельнаяинтенсивность их дыхания изменяется в меньшей степени и находитсяв пределахПри этом общей закономерностью,имеющей большое практическое значение, являетсято, что с увеличением величины S/ V интенсивность самоочищенияводных экосистем возрастает.Несмотря на то что максимальная эффективность очистки водысвязана с деятельностью микроорганизмов, скорость трансформацииОВ климаксными сообществами обрастания естественныхэкосистем также высока. В экосистеме Черного морявеличина R v достигает 44 • 10" 3 мг О • см 3 • ч" 1 , что сопоставимо синтенсивностью трансформации ОВ в биологических прудах идаже галечном биофильтре. Пресноводное обрастание характеризуетсяна порядок более низким потенциалом самоочищения(рис. 1.6).ГЛАВА 2МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЙВ основе исследуемого увеличения интенсивности самоочищенияна границе раздела вода — твердые тела (субстраты) лежатпринципы организации биокосных систем (сообществ обрастания,формирующихся на конкретных субстратах), поэтомув работе использовались общие подходы к анализу экосистем спозиций биогеохимии, оценивающей вклад биологической иминеральной составляющей как равнозначных. С одной стороны,характер физико-химической природы и пространственногорасположения неживого твердого субстрата определяет биологическуюструктуру и интенсивность развития обрастания, с другой— образующееся живое биоорганическое вещество структурируеткосную среду, изменяя потоки вещества и энергии.В этой связи методические исследования условно можно разделитьна четыре составные части:• измерение параметров косных систем, включая их геометрическуюорганизацию и физико-химические свойства, важныедля объяснения биологических эффектов;• изучение структуры обрастания твердых субстратов разнойгеометрии и природы;• эколого-физиологические исследования по определениюфункциональной активности гидробионтов, их участия в круговоротевещества и энергии водных экосистем, оценке их количественноговклада в изменение качества водной среды;• выведение общих зависимостей для прогнозирования мелиоративногоэффекта обрастания на основе анализа произведенныхизмерений его косной и биологической составляющих.Методические приемы, использовавшиеся при проведении данногоисследования освещены в настоящем разделе. Из общих методованализа материала были использованы пакеты стандартныхстатистических программ для персонального компьютера: «МісгоsoftExcel 7.0», «Quattro Pro 3.0» и «Statistica», которые в тексте неприводятся.43