Лимитирование развития фитопланктона оз. Баторино биогенными элементами: экспериментальное исследование
Ключевые слова:
биогенное лимитирование, развитие фитопланктона, цветение водоемов, колимитированиеАннотация
Биогенные элементы (фосфор, азот, кремний) – один из наиважнейших факторов, отслеживающих развитие фитопланктона. Истощение названных элементов может ограничивать рост фитопланктона, что является одним из наиболее эффективных способов контроля «цветения» водоемов. Это явление повсеместно вызывается такой антропогенной деятельностью, как сброс сточных вод, использование большого количества сельскохозяйственных удобрений и т. д. Исследование проведено в июне 2025 г. При эксперименте в воду с поверхностного горизонта оз. Баторино были добавлены основные биогенные элементы в различных соотношениях, далее на протяжении 25 суток фиксировали изменения биомассы фитопланктона, определяемой по концентрации хлорофилла-а. На вторые сутки исследования зафиксирована отрицательная или околонулевая удельная скорость роста, что, возможно, связано с наличием «буферного» периода адаптации фитопланктонного сообщества, возникшего при резком (хотя и благоприятном) изменении условий. В это же время возросла доля сине-зеленых водорослей за счет снижения биомассы диатомовых, криптофитовых и зеленых водорослей. Статистически значимый (p < 0,05) прирост биомассы зафиксирован при добавлении всех изучаемых биогенных элементов в повышенных концентрациях (×5 и выше от контроля), при этом введение фосфора или кремния не вызывало значительных изменений в сравнении с контрольным вариантом, однако добавление азота показало меньший прирост биомассы в сравнении с контролем. Oднако к концу исследования во всех микрокосмах преобладали представители зеленых водорослей, в то время как в исходной воде преобладали диатомовые совместно с сине-зелеными.
Библиографические ссылки
- Ai Y, Bi YH, Hu ZY. Changes in phytoplankton communities along nutrient gradients in Lake Taihu: evidence for nutrient reduc-tion strategies. Chinese Journal of Oceanology and Limnology.2015;33(2):447–457. DOI:10.1007/s00343-015-4079-9.
- Gilbert PM, Burford MA. Globally changing nutrient loads and harmful algal blooms: recent advances, new paradigms, and con-tinuing challenges. Oceanography. 2017;30(1):58–69. Doi.org/10.5670/oceanog.2017.110.
- Schindler DW. Evolution of Phosphorus Limitation in Lakes. Science. 1977;195(4275):260–262. DOI: 10.1126/sci-ence.195.4275.260
- Schindler DW, Hecky RE, Findlay DL. Eutrophication of lakes cannot be controlled by reducing nitrogen input: Results of a 37-year whole-ecosystem experiment. The Proceedings of the National Academy of Sciences. 2008;105(32):11254–11258.
- Bullerjahn GS, McKay RM, Davis TW. Global solutions to regional problems: collecting global expertise to address the problem of harmful cyanobacterial blooms. A Lake Erie case study. Harmful Algae. 2016;54:223−238. DOI:10.1016/j.hal.2016.01.003.
- Conley DJ, Schelske CL, Stoermer EF. Modification of the biogeochemical cycle of silica with eutrophication. Marine Ecology Progress Series. 1993;101:179–192. DOI:10.3354/meps101179.
- Adamovich BV, Mikheeva TM, Kovalevskaya RZ. Troficheskii status ozernykh ekosistem i ego svyaz’ s osnovnymi gidroekolog-icheskimi kharakteristikami vodoemov (na primere ozer Narochanskogo regiona, Belarus’) [The trophic status of lake ecosystems and its relation to the main hydroecological characteristics of reservoirs (on the example of lakes in the Naroch region, Belarus)]. Prirodnye resursy. 2024;2:30–29. Russian.
- Vlasov BP. Ozera Belarusi: spravochnik [Belarus lakes]. Minsk: Minsktipproekt; 2004. Russian.
- Persoone G, Morales J, Verlet H. Air-lift pumps and the effect of mixing on algal growth. Algae Biomass. 1980:505–522.
- Lur’e Yu. Unifitsirovannye metody analiza vod. 2-e izdanie [Unified methods of water analysis. 2nd edition]. Moscow: Chemistry; 1973. 376 p. Russian.
- Grasshoff K, Kremling K, Ehrhardt M. Methods of seawater analysis. 3rd edition. Weinheim: Wiley-VCH; 1999. DOI:10.1002/9783527613984.
- Dzialowski AR, Wamg S–H, Lim N–Ch. Nutrient limitation of phytoplankton growth in central plains reservoirs, USA. Journal of Plankton Research. 2005;27(6):587–595. https://doi.org/10.1093/plankt/fbi034.
- Fahey TJ, Fisk MC, Gonzales KE. Co-limitation in Northern hardwood forest ecosystems: a synthesis of recent studies. Environ-mental Reviews. 2025.33:1–15.
- Xu H, Paerl HW, Qin BQ. Determining critical nutrient thresholds needed to control harmful cyanobacterial blooms in eutrophic Lake Taihu, China. Environmental Science and Technology. 2015.49(2):1051–1059.
- Schindler DW. Eutrophication and Recovery in Experimental Lakes: Implications for Lake Management. Science. 1974;184(4139):897–899. DOI:10.1126/science.184.4139.897.
- Smith VH. Low Nitrogen to Phosphorus Ratios Favor Dominance by Blue-Green Algae in Lake Phytoplankton. Science. 1983;221(4611):669–671. DOI: 10.1126/science.221.4611.669.
- Levich AP. Biogennye elementy v srede i fitoplankton: otnoshenie azota k fosforu kak samostoyatel’nyi reguliruyushchii factor [Nutrient elements in the environment and phytoplankton: the ratio of nitrogen to phosphorus as an independent regulatory factor]. Uspekhi sovremennoi biologii.1995;15(1):13–23. Russian.
- Tilman D. Resource competition between planktonic algae: an experimental and theoretical approach. Ecology. 1977;58:338–348.https://doi.org/10.2307/1935608.
- Martin-Jézéquel V, Hildebrand M, Brzezinski M. Silicon metabolism in diatoms: implications for growth. Journal of Phycology.2000;36:821–840. https://doi.org/10.1046/j.1529-8817.2000.00019.x.
