Микробные процессы циклов углерода и серы в морях Российской Арктики

• Автор: Саввичев, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 03.02.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 360 с. : ил.

Оглавление

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Защищаемые положения.

Список основных научных работ, опубликованных по теме диссертации:

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

ГЛАВА 1. ЧИСЛЕННОСТЬ, БИОМАССА И ПРОДУКЦИЯ БАКТЕРИОПЛАНКТОНА В МОРСКИХ ВОДОЕМАХ.

1.1..История освоения методов и приемов оценки численности микроорганизмов в морских местах обитания.
1.2. Современные методы и подходы в определении общей-численности и биомассы микроорганизмов в водной микробиологии.

1.3. Расчет биомассы микроорганизмов:

1.4. Продукция бактериопланктона как важнейший экологический показатель.

1.5. Радиоуглеродный метод определения продукции бактериопланктона.

1.6. Тимидиновый и лейциновый методы оценки продукции бактериопланктона Ъо
1.7. Коэффициент эффективности продукции бактериопланктона (р. = Р/В (сут'1).
ГЛАВА 2. СВЕДЕНИЯ О ЧИСЛЕННОСТИ И МИКРОБНОЙ АКТИВНОСТИ БАКТЕРИОПЛАНКТОНА В АРКТИЧЕСКИХ МОРЯХ.
2.1. Баренцево море. ЪЦ
2.2. Белое море.
2.3. Карское море.
2.4. Море Лаптевых. цг
2.5. Восточносибирское и Чукотское моря. ЧЧ
ГЛАВА 3. МИКРОБНЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАЗОВАНИЯ И ОКИСЛЕНИЯ МЕТАНА В ДОННЫХ ОСАДКАХ И ВОДНОЙ ТОЛЩЕ ВОДОЕМОВ.
3.1. Содержание метана в воде и донных осадках.
3.2. Микроорганизмы, образующие и потребляющие метан.
3.3. Радиоизотопный метод измерения интенсивности микробного образования-метана.

3.4. Интенсивность окисления метана (МО) в водной толще и донных осадках морских водоемов. 5?
ГЛАВА 4. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ.
4.1. Принципиальная схема отбора и первичной обработки проб прт комплексных микробиологических и биогеохимических исследованиях морских водоемов.
4.2. Районы и сроки проведения исследовательских экспедиций. 65“
4.3. Методы исследования. 6?
РЕЗУЛЬТАТЫ
ГЛАВА 5. БАРЕНЦЕВО МОРЕ.
5.1. Краткая характеристика района работ.
5.2. Общая численность бактериопланктона (ОЧМ), биомасса бактериопланктона и интенсивность темновой СОг ассимиляции (ТАУ).
5.3. Концентрация метана и интенсивность его окисления (МО) в водной толще Баренцева моря.
5.4. Распределение водной взвеси (ВВ), содержание углерода органического вещества взвеси (ВОУ), и изотопный состав углерода органического вещества < водной взвеси (ИСУ OB). V
5.5. Характеристика состава донных отложений Баренцева моря.
5.6. Общая численность бактерий и интенсивность микробных процессов в донных отложениях Баренцева моря.
ГЛАВА 6. БЕЛОЕ МОРЕ. jv
6.1. Краткая характеристика района работ. <оЦ
6.2. Продукция фотосинтеза (ПП), общая численность (ОЧМ) и биомасса бактериопланктона, интенсивность темновой ассимиляции углекислоты (ТАУ) и продукция бактериопланктона (ПБ).
6.3. Содержание метана и интенсивность микробного окисления метана в водной толще. \Ъ
6.4. Содержание и изотопный состав углерода органического вещества водной взвеси (ИСУ ВОВ).

6.5. Характеристика донных отложений, органическое вещество и солевой состав поровых вод Белого моря. м
6.6. Содержание метана в донных отложениях и активность микробных процессов образования и окисления метана.
6.7. Интенсивность процесса сульфатредукции. ю
ГЛАВА 7. КАРСКОЕ МОРЕ.
7.1. Краткая характеристика района работ. №
7.2. Общая численность и биомасса бактериопланктона. №
7.3. Темновая1 ассимиляция углекислоты (ТАУ), продукция бактерий, эффективность продукции (Р/В коэффициент) и время удвоения- общей, численности бактерий. яг
7.4. Содержание и изотопный состав углерода органического вещества водной-взвеси (ИСУ ВОВ).
7.5. Содержание метана и интенсивность микробного окисления метана в водной толще Карского моря. 15
7.6. Характеристика состава донных отложений Карского моря. №
7.7. Содержание метана и интенсивность микробного образования и окисления метана в донных осадках Карского моря.
7.8. Интенсивность процесса сульфатредукции, содержание серных соединений и их изотопный состав. М
7.9 Химический состав иловых вод осадков Карского моря. {62>
7.10. Продукция НгБ и скорости процессов образования и окисления метана. М
ГЛАВА 8; ЧУКОТСКОЕ И ВОСТОЧНО-СИБИРСКОЕ МОРЯ.
8.1. Краткая характеристика района работ.
8.2. Первичная продукция (ПП), общая численность бактериопланктона (ОЧМ), биомасса бактериопланктона (В), интенсивность темновой СОз ассимиляции (ТАУ), продукция (ПБ) и эффективность продукции (П/Б) бактериопланктона. Ш
8.3. Изотопный состав углерода органического вещества (ИСУ ОВ) водной взвеси (513С-ВОУ). 2.
8.4. Содержание метана [СН4] и интенсивность его микробного окисления (МО) в водной толще Чукотского и Восточносибирского морей. 2о
8.5. Характеристика состава донных отложений Чукотского моря. 1оЦ
8.6. Концентрация метана и интенсивность микробных процессов в донных 2о£>

составляла 10-270 103 кл. мл'1, биомасса - 8-220 мкг л'1 [Дударенко, 1982]. По вертикали (глубины до 270 м) численность и биомасса не обнаруживали тенденций к увеличению или изменению. Продукция бактериопланктона варьировала от 3 до 230 103 кл. мл'1 сут'1 и составляла в среднем 88 103 кл. мл'1 сут'1 [Теплинская, 1985].
Многолетние всесезонные исследования были выполнены в 1982 - 1993 гг. в основном
в прибрежных, но также и в открытых акваториях Баренцева моря, сотрудниками ММБИ,
КНЦ РАН В.А. Байтаз, О.Н. Байтаз, Л.Л. Кузнецовым [Байтаз, Байтаз, 1991; Кузнецов и др.,
1998]. Исследования численности бактериопланктона проводили при использовании
ядерных лавсановых фильтров с диаметром пор 0,2 мкм и окраской препаратов
флюорескамнном согласно методике М.Н. Поглазовой и И.Н. Мицкевич [Поглазова,
Мицкевич, 1984]. В открытых районах юго-восточной части моря в августе 1984 г.
количество клеток составило (220-830) 3 80 1 03 кл. мл"1, биомасса — (46-170) 80 мкг л'1,
продукция - (19-70) 40 мкг л'1 сут'1. р. (Р/В) - (0.22-0.75) 0.4 сут'1 [Байтаз, Байтаз, 1991].
Вертикальное распределение бактериопланктона в> водной толще прибрежных станций
было равномерным, в открытых акваториях повышение численности бактерий отмечалось в
слое температурного скачка и над ним. Северная часть Баренцева моря лежит в области
фронтальных вод. Исследования, проводившиеся в разные времена года, позволили
проследить изменения в численности, биомассе и морфологии клеток бактериопланктона. В
течение года численность бактерий меняется в 2-3 раза (от 200-370 103 кл. мл"1 в декабре до
700-900 103 кл мл'1 в июне-июле), увеличиваясь в весенне-летнее время по сравнению с
зимними месяцами. Прослеживается также уменьшение числа бактерий по разрезам с юга
на север вплоть до станций фронтальной зоны. По профилю разреза,зимой проявляются две
зоны: прибрежная и северная фронтальная. Относительно высокая численность бактерий
наблюдается в прибрежных водах на глубине от 30 до 50 м. Весной и в начале лета картина
меняется. Бурное развитие бактерий наблюдается в зоне интенсивного таяния льда в местах
локального прогрева воды. Байтаз и Байтаз отмечают, что объемы бактериальных клеток
возрастают в зимнее время, а также в холодных водах в среднем в полтора-два раза. Объем
клеток в январе на самых северных станциях в среднем равен 0.33-0.98 мкм3, тогда как
весной клетки уменьшаются до 0.13-0.16 мкм3. Таким образом, наименьший объем клеток
бактерий соответствует сезону наиболее активного клеточного деления и, наоборот, самые
крупные клетки соответствуют сезону низкой активности деления. Юго-западная часть
Баренцева моря находится под значительным влиянием вод Атлантики, поступление этих
вод варьирует от года к году. Численность бактериопланктона в этой части моря (в марте,
апреле и мае 1986 и 1988 гг.), определяемое на единых станциях в одни календарные даты,
но разные годы варьировало в 1,3-2,4 раза. В губах Мурманского побережья (от п-ва