Продукционно-биологические исследования

 

Гидробиология развивалась параллельно с ихтиологией. Дан-ные по составу, структуре и продукции организмов толщи и дна водоемов служили основой для решения задач по рыбопродук-тивности, прежде всего морей и озер. Так обстояло дело, напри-мер в Киле, где, как мы видели, в конце прошлого и в начале XX в. Мебиус, Гензен, Ломан и другие много сделали для развития основных представлений гидробиологии и количественных мето-дов, столь необходимых для дальнейшего прогресса продукцион-но-биологических исследований.

 

Весьма важная роль в развитии продукционно-биологических исследований принадлежит Датской биологической станции в г. Ньюпорте, основанной в 1889 г. Управлением рыбного хозяйства Дании, и в особенности работам С. Петерсена, директора и руко-водителя станции. В 1911 г. Петерсен предложил оригиналь-ный прибор для взятия количественных проб бентоса, в на-стоящее время известный под названием «ковшового дночерпателя Петерсена» (таким прибором мы будем пользо-ваться на полевой практике по гидробиологи). Открылась воз-можность количественных исследований бентоса.

 

Одновременно с Петерсеном свою модель дночерпателя, наи-более пригодную для мягких озерных илов, предложил англий-ский гидробиолог С. Экман (1911). Дночерпатель Экмана, усо-вершенствованный в 1922 г. Берджем, вошел в число стандартных лимнологических приборов (существует несколько модификаций,

 

которыми пользуемся и мы). Большое влияние на последующие количественные исследования оказали работы И. Лундбека (1926) по бентосу северогерманских озер. Количественные данные по биомассе бентоса шведских озер позволили Г. Альму вывести F/B-коэффициент (Fisch/Boden), т. е. отношение веса годового улова рыб к весу бентоса. Этот коэффициент в предвоенные годы широко использовался при рыбохозяйственной оценке озер.

 

В 1919 г. П. Бойсен-Иенсен опубликовал обширное исследова-ние бентоса Лимнифьорда. Он нашел способ расчета годовой про-дукции популяций бентосных животных и провел соответствующие расчеты для массовых видов бентоса (вторичная продукция). Неза-висимо от Бойсен-Йенсена к тем же принципам определения про-дукции пресноводных бентосных животных пришел Е.В. Боруцкий

в исследованиях продукции бентоса оз. Белого в Косине (1939).

С разъяснением содержания термина «продукция» в 1927 г. выступил немецкий ихтиолог Р. Демоль, опиравшийся на опыт прудового хозяйства Германии. Суммарный вес сообщества, от-несенный к единице поверхности или объема среды обитания, Демоль назвал биомассой. Он же отношение продукции к биомас-се выразил в виде коэффициента Р/В. Л.А. Зенкевич отнес Р/В-коэффициент к продукции и биомассе отдельных видов, и в этом понимании последний стал широко применяться наравне с английским термином «turnover rate» («скорость обращения»). Определение термина «продукция», сохранившее свое значение до настоящего времени, было дано Тинеманом (1931).

 

Определение первичной продукции, т. е. скорости новообра-зования органических веществ фитопланктоном, по измерениям интенсивности фотосинтеза впервые было сделано отечественным ученым Г.Г. Винбергом в 1932 г. на оз. Белом.

 

Впервые стало возможным первичную продукцию – основу всех последующих этапов продукционного процесса – выражать вполне определенными, строго сравнимыми величинами и количе-ственно оценивать эффективность утилизации энергии солнечной радиации, достигающей поверхности водоема. В результате многих исследований выяснилось, что в наименее продуктивных северных олиготрофных озерах первичная продукция планктона, которую легко выразить в единицах энергии, составляет немногие десятки, в более продуктивных мезотрофных и во вторично олиготрофных

 

озерах – до тысячи, а в наиболее продуктивных евтрофных озерах южных районов умеренной зоны – несколько тысяч ккал/м² в год (например, оз. Неро). Эти данные широко используются в рыбохо-зяйственных целях, в рыбоводных хозяйствах (удобрения прудов при выращивании растительноядных рыб).

 

В кругосветном плавании датского судна «Галатея» (1950 –

1951) Е. Стеман-Нильсен впервые применил высокочувствитель-ный радиоуглеродный метод для измерения интенсивности фо-тосинтеза планктона. Этот метод быстро вошел в обиход гидро-биологических работ.

 

В повсеместное употребление для подсчета общей биомассы фитопланктона вошел спектрофотометрический метод опреде-

ления содержания хлорофилла в планктоне. При этом использу-ются разные датчики (фотоэлементы) для определения освещен-ности воды на разных горизонтах.

 

Все этапы продукционного процесса стали оценивать в одних и тех же энергетических единицах – калориях, что стало одной из ос-нов не только гидробиологии, но и современной экологии в целом.