Биогеохимические особенности миграции металлов в пресноводных и морских экосистемах Волго-Каспийского бассейна

• Автор: Шабоянц, Наталья Георгиевна
• Шифр специальности: 03.00.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 .Экологические особенности естественных условий 10 обитания осетровых рыб
1.1.1 Гидролого-геохимическая характеристика Северного 10 Каспия
1.1.2 Гидролого-геохимическая характеристика низовьев реки 13 Волги
1.2. Некоторые сведения о биологии объектов исследования
1.3. Состояние запасов осетровых в Волго-Каспийском 19 бассейне
1.4 Основные направления и результаты биогеохимических 22 исследований водных экосистем
1.5 Биологическая роль микроэлементов
1.6 Микроэлементы в природных водах и донных отложениях 46 ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 49 ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Биогеохимическая ситуация окружающей среды 55 осетровых рыб
3.2. Содержание микроэлементов в органах русского осетра 85 из Северного Каспия
3.3. Содержание микроэлементов в органах осетровых рыб в 92 прудовых условиях
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. В эпоху техногенного изменения биосферы объективной необходимостью становится оценка современных глобальных биосферных процессов и эволюции биогеохимических циклов (Вернадский, 1960,1965; Ковальский, 1960; Виноградов, 1998;Галимов, 1981; Добровольский,1997,1998;Ковда,1985; Белякова, 1999; Ермаков,
Тютиков,2008).
В настоящее время биосфера находится в состоянии, которое при сохраняющемся сценарии развития цивилизации может привести к экологической катастрофе. Единственной возможностью сохранения биосферы, а, следовательно, и нашей цивилизации, является поддержание естественного биотического механизма регуляции окружающей среды, в том числе сохранение естественных биологических сообществ в неосвоенном человеком состоянии (Лосев и др. 1993; Голубев и др., 1995; Данилов-Данильян, Лосев, 1996). Предпосылки к развитию таких взглядов на биосферу, роль и место в ней человечества были заложены в работах В.М. Гольдшмидта (1930), В.И.Вернадского (1922,1940, 1944, 1960, 1965),
А.П.Виноградова 1935, 1938, 1949, 1952, 1957), В.В. Ковальского (1960, 1969, 1971, 1974) и других исследователей, разработавших основные принципы биогеохимии исходя из единства геохимической среды и организмов, определяемых природными и искусственно регулируемыми пищевыми цепями.
В различных геохимических условиях среды биогеохимическая пищевая цепь благодаря количественному и качественному изменению может быть использована для характеристики субрегионов биосферы. Изменчивость биогеохимической цепи может достигать значительных величин, но она должна быть в определенной степени лимитирована содержанием химических элементов в компонентах экосистемы.
Водные экосистемы характеризуются значительным разнообразием распределения и миграции элементов (Воробьев и др.',1977, 1979аб, 1980,
1985, 2006, 2007;Андреев,1970;тМелякина, 1984;2005 Крючков, Зайцев и др.,1998; Алыков, 2003 и др.). В настоящее время в различных целях создаются искусственные управляемые водные системы. Однако в таких экосистемах инициируемые человеком изменения среды нередко выходят за обычные границы условий существования гидробионтов, что приводит к изменениям в структуре популяций. Проведение сравнительного анализа естественных и искусственных водных экосистем с целью выявления нарушений, вызванных антропогенным вмешательством, поможет минимизировать эти нарушения минерального обмена между организмом рыб и окружающей средой, в том числе биогеохимических циклов миграции химических элементов в системе грунт-вода-рыба.
Из-за обвального спада численности осетровых рыб Волго-Каспийского бассейна в последние 10-15 лет резко сократились масштабы естественного воспроизводства. В таких условиях практически единственной возможностью является наращивание объемов искусственного воспроизводства осетровых, а также формирование «одомашненных» популяций осетровых рыб, что невозможно без совершенствования биотехнологии выращивания. При этом возникает проблема создания оптимального биогеохимического фона в искусственных пресноводных аквакомлпексах, предназначенных для содержания и выращивания рыб. Необходимо проводить исследования по выявлению особенностей миграции химических элементов в естественных и искусственных экосистемах с целью приближения искусственных условий обитания осетровых рыб по биогеохимическому фону к естественным.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы является сравнительный анализ биогеохимии микроэлементов водных экосистем дельты Волги и Северного Каспия.
В задачи исследования входило:

Важная экологическая и физиологическая роль марганца вызывает необходимость изучения и распределения марганца в природных водах (Касьяненко, 1992).
Для водоемов санитарно-бытового использования установлена ПДКв (по иону марганца), равная 0.1 мг/ дм3 (Лапин, 1990).
Количество марганца в органах и тканях рыб зависит от вида и в значительной степени от влияния экологических факторов среды на организм (Петкевич и др.,1965; Берман и Витинь ,1968). По содержанию марганца печень пресноводных рыб уступает костям, чешуе и жабрам (Берман, Ильзинь, 1968). Содержание марганца в органах и тканях осетровых рыб изучалось В.И. Воробьевым и В.Ф. Зайцевым (1977), В.Ф. Зайцевым (1979), Ю.В. Горденом (1998), Е.Н. Щербаковой (2004), С.В. Шипулиным (2006).
Накопление марганца в тканях пищеварительной системы русского осетра изучалось Гапеевой М.В. и Цельович О.Л.(1990), которые полагают, что это связано с питанием осетра в нагульный период и поглощением металла из химуса путем всасывания
Кобальт (Со) Как показали исследования 70 годов двадцатого столетия, кобальт, несмотря на очень низкое содержание в растительных и животных организмах, является для них жизненно необходимым элементом питания. Установлено, что кобальт участвует в процессах фотосинтеза, способствует фиксации молекулярного азота (Мунина, Кипрова.1970; Ягодин и др., 1970; Пейве, 1974; Липская,1975) и оказывает положительное влияние на содержание хлорофилла, каратиноидов и витаминов в растениях (Ягодин, 1970).
На организм животных кобальт оказывает многостороннее влияние. По мнению многих исследователей, дефицит витамина ЕЩ в организме является следствием недостаточного поступления кобальта в организм с питанием. В12, образуется в печени, и недостаток в ней кобальта может вызывать авитаминоз, анемию крови разной степени. Входя в состав витамина В12 и ряда коферментов, он принимает участие во множестве