Влияние гидродинамических условий на распределение бактериобентоса в верхнем бьефе Жигулевской ГЭС Куйбышевского водохранилища

Представлены результаты экспедиционных исследований бактериобентоса в акватории Куйбышевского водохранилища в осенний период 2020 г. и влияние на его пространственное распределение динамики течений. Актуальность исследования определяется необходимостью изучения вопроса о внутренней нагрузке (вторичном загрязнении) крупных водоемов из донных отложений. Куйбышевское водохранилище одно из крупнейших проточных водоемов в мире, где особенности береговой конфигурации, неоднородности ложа, неустановившийся гидродинамический режим, режим наносов и его состав определяют пространственное распределение донных отложений и бактериобентосного сообщества в них, которое является важным звеном в процессах круговорота органических и биогенных веществ в экосистеме водоема. Оценка режима течений и наносов проводилась путем расчетов на 2D математической модели Приплотинного плеса Куйбышевского водохранилища, реализованной в программном комплексе «ВОЛНА». Проведена верификация модели и серия численных расчетов скорости течений с учетом режима регулирования расходов воды на гидроузлах. Получена пространственная геометрия течений и динамика распределения расхода наносов. По данным экспедиционных исследований получена общая численность и биомасса бактерий, которые варьировали в пределах 2.47 – 27.55×10⁹ кл/мл и 0.10 – 2.43 мкг/г соответственно. В результате проведенных исследований были выявлены закономерности пространственного распространения бактериального сообщества в акватории Приплотинного плеса водохранилища и установлен характер связи общей численности бактерий с темпом осадконакопления, скоростью течения, содержанием в донных отложениях органического вещества. Показано влияние зон циркуляции течений в мелководных акваториях на характер распределения донных отложений и изменение количественных характеристик бактериобентоса.

1. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв. М. : Изд-во Московского университета, 1970. 487 с.

2. Буторин Н. В., Зиминова Н. А., Курдин В. П. Донные отложения верхневолжских водохранилищ. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1975. 159 с.

3. Быкова С. В., Андреева В. А. Пространственно-временное распределение инфузорий планктона Куйбышевского водохранилища в районе Климовской узкости // Поволжский экологический журнал. 2021. № 2. С. 146–162. https://doi.org/10.35885/1684-7318-2021-2-146-162

4. Гальченко В. Ф. Метанотрофные бактерии. М.: ГЕОС, 2001. 500 с.

5. Герасимов Ю. В., Поддубный С. А., Малин М. И., Цветков А. И. Влияние гидродинамических условий на распределение рыб в Чебоксарском водохранилище // Вопросы рыболовства. 2014. Т. 15, № 3. С. 295–305.

6. Гордиенко А. П., Ерохин В. Е. Эколого-физиологические характеристики бактериопланктона в связи с особенностями динамики вод // Биодиагностика состояния природных и природно-техногенных систем: материалы ХVI Всероссийской научно-практической конференции c международным участием. Киров: Вятский государственный университет, 2018. Кн. 1. С. 246–250.

7. Дзюбан А. Н. Деструкция органического вещества и цикл метана в донных отложениях внутренних водоемов. Ярославль: Принтхаус, 2010. 192 с.

8. Законнов В. В. Осадконакопление в водохранилищах Волжского каскада: автореф. дис. … д-ра геогр. наук. М., 2007. 39 с.

9. Законнов В. В. Илонакопление в системе водохранилищ Волжского каскада // Труды Института биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина РАН. 2016. Вып. 75 (78). С. 30–40.

10. Законнов В. В., Законнова А. В., Цветков А. И., Шерышева Н. Г. Гидродинамические процессы и их роль в формировании донных осадков водохранилищ Волжско-Камского каскада // Труды Института биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина РАН. 2018. Вып. 81 (84). С. 35–46.

11. Законнов В. В., Иванов Д. В., Хасанов Р. Р., Законнова А. В., Маланин В. В., Марасов А. А. Пространственно-временная трансформация грунтового комплекса водохранилищ Волги. Сообщение 6. Донные отложения Куйбышевского водохранилища и их картирование с использованием геоинформационных технологий // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2019. № 2. С. 72–89.

12. Кузяхметов Г. Г., Мифтахова А. М., Киреева Н. А., Новоселова Е. И. Практикум по почвоведению: учеб. пособие. Уфа: Башкирский государственный университет, 2004. 120 с.

13. Лабай В. С. Распределение бентоса в нижней ритрали р. Поронай под воздействием некоторых абиотических факторов среды // Биология, состояние запасов и условия обитания гидробионтов в Сахалино-Курильском регионе и сопредельных акваториях: Труды СахНИРО. 2007. Т. 9. С. 184–206.

14. Мошарова И. В., Ильинский В. В., Мошаров С. А. Состояние гетеротрофного бактериопланктона эстуария реки Енисей и зоны Обь-Енисейского речного выноса в осенний период в связи с факторами окружающей среды // Водные ресурсы. 2016. Т. 43, №. 2. С. 202–215.

15. Поддубный С. А. Гидрологические условия формирования и повышения биологической продуктивности экосистем Волжских водохранилищ: автореф. дис. … д-ра геогр. наук. М., 2000. 42 с.

16. Примаков И. М. Распространение планктонных организмов приливных губ Белого моря под влиянием гидродинамических условий // Труды Зоологического института РАН. 2008. Т. 312, № 1/2. С. 135–144.

17. Рахуба А. В. Оценка влияния гидродинамического режима на развитие фитопланктона и качество воды Куйбышевского водохранилища // Ученые записки Казанского университета. Серия естественные науки. 2020. Т. 162, кн. 3. С. 430–444. https://doi.org/10.26907/2542-064x.2020.3.430-444

18. Рахуба А. В., Шмакова М. В. Численное моделирование заиления Приплотинного плеса Куйбышевского водохранилища речными наносами // Метеорология и гидрология. 2018. № 1. С. 35–48.

19. Романова Н. Д., Сажин А. Ф. Гетеротрофный микропланктон южной оконечности желоба Святой Анны в осенний период (Карское море) // Океанологические исследования. 2018. Т. 46, № 3. С. 116–129. https://doi.org/10.29006/1564-2291.JOR-2018.46(3).8

20. Шерышева Н. Г. Пространственное распределение бактериобентоса в Приплотинном плесе Куйбышевского водохранилища в осенний период // Известия Самарского научного центра РАН. 2021. Т. 23, № 5. С. 152–159.

21. Rusch A., Huettel M., Reimers C. E., Taghon G. L., Fuller C. M. Activity and distribution of bacterial populations in Middle Atlantic Bight shelf sands // FEMS Microbiology Ecology. 2003. Vol. 44, iss. 1. P. 89–100. https://doi.org/10.1111/j.1574-6941.2003.tb01093.x