Фитоценозы черноморской цистозиры: структура, восстановление и перспективы использования

• Автор: Сабурин, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 03.00.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1. Запасы и промысловые скопления бурых водорослей
в Мировом океане
2. Строение клеток и организация тканей бурых водорослей
3. Фотосинтетическая пигментная система
бурых водорослей
4. Химический состав бурых водорослей
5. Строение таллома и морфологические особенности
роста цистозиры
6. Макрофитобентос северо-восточного побережья
Черного моря
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Район работ, материал и методы исследования
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Глава 1. Состояние фитоценозов черноморской цистозиры
в северо-восточном регионе моря
Глава 2. Динамика восстановления климаксовых фитоценозов
цистозиры
Глава 3. Макроводоросли гидротехнических сооружений и искусственных рифов северо-восточного
региона моря
Глава 4. Биоаккумуляция цистозирой некоторых
тяжелых металлов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Бурые водоросли составляют важную часть прибрежных морских экосистем умеренной зоны. Они участвуют в трансформации солнечной энергии, продуцируя органическое вещество и кислород; поглощают из окружающей среды и накапливают различные биогенные элементы и соединения; являются субстратом для эпибионтов и кладок икры беспозвоночных и рыб; служат убежищем для различных гидробионтов. Большинство из них представляют собой ценные промысловые объекты, широко используемые в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Занимая литораль и сублитораль окраинных морей, бурые водоросли быстро и адекватно реагируют на антропогенные изменения среды, в том числе и на загрязнения, аккумулируя многие химические соединения в повышенных концентрациях. В этой связи некоторые из них рекомендованы в качестве индикаторов и биомониторов загрязнения морских вод тяжелыми металлами (Капков и др., 1987; Капков, Тришина, 1990; Савельев, 2000).
В северо-восточном регионе Черного моря на каменистых грунтах в достаточно чистых олиго- и мезосапробных водах на глубине 0-10 м доминируют фитоценозы двух видов и четырех форм многолетней бурой водоросли цистозиры. Именно здесь сосредоточены мощные кли-максовые заросли этой водоросли (Калугина-Гутник, 1975; Блинова, 1985). Основные запасы, биомасса которых в регионе составляет около 50 % всей черноморской цистозиры, приходится на две наиболее распространенные формы - Cystoseira crinita (Desf.) Вогу и C.barbata (Good et Wood) Ag. (Блинова и др., 1991).
Запасы черноморской цистозиры были определены в 60-70-е гг. прошлого столетия и достигали 2 млн. т, из которых промысловые составляли около 1,3 млн. т (Калугина-Гутник, 1968; Блинова, 1979). В последнее время в связи с возросшей антропогенной нагрузкой на экосистему Черного моря (Виноградов и др., 1992) запасы цистозиры снизились до 1, 2 млн. т в результате уменьшения ширины пояса зарослей во-

дорослей за счет поднятия нижней границы ее произрастания (Блинова и др., 1991; Максимова, Лучина, 2002). , ■
В прибрежных водах региона цистозира является структурообразующим доминантным видом бентосных фитоценозов, а мелкие эпи-фитные нитчатые красные, бурые и реже зеленые водоросли выполняют роль функциональных доминантов, поскольку их удельная поверхность в 2-3 раза выше, чем у базифита. Многоярусный фитоценоз цистозиры за счет огромной адсорбирующей поверхности талломов, входящих в сообщество водорослей, выполняет функцию мощного естественного биофильтра. В результате фотосинтеза микро- и макроводорослей в фитоценозе цистозиры постоянно поддерживается высокая аэробность среды, в которой происходит окисление продуктов первичного и вторичного загрязнения среды обитания (Блинова, Сабурин, 1998). Бурые и другие водоросли фитоценоза, вегетирующие в течение многих лет, аккумулируют многие поллютанты, включают их в процессы метаболизма, надолго исключая их из водной среды. Детоксикацию загрязняющих веществ осуществляют и другие организмы фитоценоза - эпифитные бактерии и диатомовые водоросли, которые, однако, из-за короткого жизненного цикла «возвращают» в воду поглощенные вещества в форме метаболизированных соединений.
В связи с уменьшением пояса цистозиры предприняты попытки сохранения ее климаксовых сообществ и искусственного культивирования водорослей на различных субстратах. Для решения этой задачи необходимы охрана естественных фитоценозов цистозиры, ведение рационального промысла и создание в прибрежной зоне дополнительных твердых субстратов - искусственных рифов для выращивания водорослей (Еременко, Миничева, 1987; Блинова и др., 1990).
Цель настоящего исследования - изучение состояния и структуры фитоценозов черноморской цистозиры в районе ее наибольшего произрастания, динамики и скорости их восстановления, культивирование водоросли на искусственных субстратах для последующего использования в качестве биофильтров и ценного сырья для водорослевой промышленности. Основные задачи состояли:
Таблица
Характеристики климаксовых фитоценозов Супоней-а ba.rba.ta и
С.сгтИа в разные годы и сезоны на различных полигонах
Полигон 2 (глубина 0,5 м)
Ме- сяц, год Биомасса, г/м2 Плотность цистозиры, экз/м Длина цистозиры, см шш-тах (средн.) ИПФ ИПП
С.ЬагЬш Эпифиты Водоросли нижнего яруса Общая Стволик Слоевище
09.89 7854 743 0 8260 967 1-15 - 80,5 73,8
04.90 9000 400 50 9450 400 5-6 (5,4±0,4) 25-33 (28,5+3,7) 93,5 84,6
09.90 18960 70 250 19280 500 9-22 (1б,8±2,1) 18-39 (32,9+3,5) 194,5 178,2
Полигон 3 (глубина 2,0 м)
Ме- сяц, год Биомасса, г/м2 Плотность цистозиры, экз/м2 Длина цистозиры, см пйп-шах (средн.) ИПФ ИПП
С.сптга Эпифиты Водоросли нижнего яруса Общая СТВОЛИК Слоевище
04.91 3030 462 55 3558 408 1-48 12-54 75,5 29,3
Полигон 3 (глубина 4,0 м)
Ме- сяц, год Биомасса, г/м2 Плотность цистозиры, экз/м2 Длина цистозиры, см тш-тах (средн.) ИПФ ИПП
С.ЫШа Эпифиты Водоросли нижнего яруса Общая СТВОЛИК Слоевище
04.91 1329 371 127 1827 264 1-46 7-54 32,6 12,8