Введение к работе
Актуальность проблемы. Микробные популяции играют исключительно важную роль в процессах круговорота вещества и энергии в водоемах. В морских экосистемах за счет деструкционной деятельности бактерий утилизируется 60 - 80% энергии органического вещества (Сорокин, 1977). Свободноживущий и агрегированный бактериопланктон служат источником пищи для тонких и грубых фильтраторов и ряда других водных организмов.
Между тем, современные сведения о количестве и продукции бактериопланктона в Баренцевом море весьма ограничены и базируются на единичных работах, выполненных в локальных районах. В литературе отсутствуют материалы наблюдений за сезонной динамикой бактериопланктона в открытых районах моря, а сезонное развитие бактерий в прибрежных водах изучено слабо. Исследования интенсивности бактериальной деструкции органического вещества в толще воды Баренцева моря ранее не проводились.
В настоящее время, в связи с открытием и разработкой в Баренцевом море газоконденсатных месторождений, остро ставится вопрос о проведении экологической экспертизы для оценки ситуации в море и прогноза ее возможных изменений. Поскольку бактериопланктон обладает способностью мгновенно реагировать на любые изменения в окружающей среде, возникающие под влиянием антропогенных факторов, то исследования его количественных и функциональных параметров являются обязательными при проведении экологического мониторинга. Фоновые микробиологические показатели необходимы также и при разработке научных основ марикультуры в прибрежной зоне Баренцева моря.
Цель и задачи работы. Цель исследований состояла в изучении пространственной и временной изменчивости структурных и функциональных параметров суммарного бактериопланктона в различных районах Баренцева моря.
Задачи исследований включали:
1. Сравнение некоторых методов учета численности бактерий, измерения бактериальной продукции и адаптацию их применительно к условиям Баренцева моря.
2. Изучение морфологического состава и размерных
характеристик бактериопланктона в прибрежных и открытых районах
Баренцева моря.
3. Исследование количественного распределения и сезонной
динамики бактериального населения водной толщи прибрежной зоны
Баренцева моря.
4. Выявление закономерностей количественного распределения
бактериопланктона в различных районах открытых вод Баренцева
моря.
5. Изучение функциональных характеристик (продукция,
деструкция) бактериопланктона, а также их сезонной динамики, в
прибрежной и открытой зоне Баренцева моря. Определение степени
участия бактерий в деструкционных процессах органического
вещества.
Научная новизна работы. На основании широкомасштабных и многолетних исследований (1983-1992 г.г.) впервые получены данные о структуре бактериопланктонных сообщзеств в пелагиали прибрежной зоны и открытых районов Баренцева моря. Установлена взаимосвязь между изменениями в структуре бактериального ценоза и растворенным органическим веществом в морской воде.
Впервые проведена оценка деструкционной деятельности бактериопланктона в прибрежной зоне и в открытых районах Баренцева моря. Получены карты вертикального распределения численности, биомассы, продукции бактериопланктона и бактериальной деструкции органического вещества в различных районах Баренцева моря.
Впервые выполнен сравнительный анализ структурных и функциональных параметров бактериопланктона прибрежной зоны Баренцева моря с его открытыми районами. Прослежена сезонная динамика количественных и продукционно-деструкционных показателей бактериопланктона.
Практическое применение работы. Результаты настоящей работы были использованы при оценке влияния опытно-промышленной плантации ламинарии на прибрежную экосистему (Кузнецов и др., 1990), а также в качестве фоновых данных в районах разведки газоконденсатных месторождений на шельфе Баренцева моря (Многолетний комплексный экологический мониторинг акватории Штокмановского и Мурманского месторождений на шельфе Баренцева
моря, 1993; Экологические исследования зоны промышленного освоения Штокмановского газаконденсатного месторождения на шельфе Баренцева моря, 1994; Научно-методические подходы к оценке воздействия газонефтедобычи на экосистему морей Арктики, 1997 ).
Полученные данные могут быть использованы, как в практике экологического мониторинга морей России, так и при изучении продукционных и деструкционных процессов в водных экосистемах и для решения вопросов развития марикультуры.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Конференции по изучению и рациональному использованию биологических ресурсов северных морей и северной Атлантики (Мурманск, 1985); П-ой Всесоюзной конференции по географии и картографированию океана (Ленинград, 1985); 1-ой и П-ой Всесоюзных конференциях по экологии и биопродуктивности Баренцева моря (Мурманск, 1986 г. и 1988 г.); Международной конференции по состоянию и перспективам исследований экосистем Баренцева, Карского морей и моря Лаптевых (Мурманск, 1995) и Международной конференции, посвященной современному состоянию планктона и бентоса, проблемам сохранения биоразнообразия Арктических морей (Мурманск, 1997).
Публикация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 16 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и списка цитированной литературы. Работа изложена на 152 страницах машинописного текста, включает 31 таблицу и 52 рисунка. В списке литературы содержится 198 наименований, из них 64 на иностранных языках.
