Vol 51, No 1 (2024)

Приведены результаты инструментальных измерений стволового сокодвижения с помощью датчиков сокодвижения (“sap-flowmeters”) в стволах пихты белокорой (Abies nephrolepis), анализ основных факторов процесса транспорта влаги в стволах деревьев и результаты моделирования часовых серий расходов ксилемного потока. Анализ факторов выполнен методом главных компонент, а воспроизведение индивидуальных серий ксилемного расхода – на основе модели множественной линейной регрессии. Оцененный объем транспортируемого потока влаги в экземплярах пихты в 2020 г. за вегетационный период в зависимости от диаметра дерева составил от 1720 до 5620 л, а среднесуточные скорости сокодвижения в ксилеме – от 0.3 до 1.0 см/ч. На основе регрессионного анализа установлена оптимальная структура эмпирической модели, которая включает в себя два предиктора – температуру и влажность воздуха. По калибровочным выборкам для каждого дерева определены эмпирические коэффициенты регрессионных уравнений. Результаты проверки на достаточно длинных тестируемых выборках показали, что модельные серии ксилемного расхода по полной выборке (с мая по октябрь) для трех экспериментальных деревьев из четырех достаточно близки к измеренным: коэффициент корреляции составляет 0.79–0.88, коэффициент Нэша–Сатклиффа – 0.62–0.85. Качество моделирования существенно улучшается в случае использования выборок по отдельным месяцам: коэффициент корреляции – 0.87–0.94, коэффициент Нэша–Сатклиффа – 0.73–0.97.

В ходе полевых гидрометрических работ в устьях рек Беломорского бассейна получены данные, касающиеся особенностей динамики реверсивных приливных течений. Среди изученных в 2015–2022 гг. устьевых участков приливных рек наиболее интересные результаты получены в мезоприливном устье р. Кянды, впадающей в Онежский залив Белого моря, и в макроприливном устье р. Сёмжи, впадающей в эстуарий Мезени. Суть используемого метода полевых исследований состояла в синхронном измерении расходов воды акустическими доплеровскими профилографами и уровней воды автономными барометрическими регистраторами в двух поперечных сечениях, находящихся на разном удалении от устьевого створа реки, в течение полного полусуточного приливного цикла. Результаты данных измерений использовались для расчета членов уравнения движения системы Сен-Венана и коэффициентов гидравлического сопротивления. Установлено, что на приливных участках рек гидравлическое сопротивление существенно изменяется в течение приливного цикла. В периоды квазиустановившегося течения воды в обоих направлениях в прилив и отлив значения коэффициента гидравлического сопротивления Дарси–Вейсбаха составляют 0.04–0.07, что свойственно рекам со сходными морфологическими характеристиками русла. Однако в нескольких случаях, в периоды, близкие к смене направления течений, коэффициент гидравлического сопротивления принимал отрицательные значения. Одна из возможных трактовок этого феномена – отрицательная турбулентная вязкость, проявляющаяся в определенные фазы приливного цикла, когда энергия вихревых образований может передаваться поступательному движению водной массы.

Методом прямой потенциометрии с фторидным ионоселективным электродом определены средние концентрации – 0.110 и 0.082 мг/л – растворенного фтора в водах р. Лены в 1995 и 2021 гг. на спаде и пике весенне-летнего половодья. Результаты измерений сравниваются с данными предшествующих исследований, проведенных в 1954–1980 гг.

Получены результаты по количественному определению методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS) 54 элементов в воде малых рек, озер, в талых водах ледника и снежников, а также 49 элементов в донных илах бассейна р. Аккем. Изучены физико-химические характеристики водных объектов. Состав природных вод и донных илов отражает металлогенические особенности состава подстилающих рудовмещающих пород. Несмотря на наличие природных источников тяжелых металлов в верхнем течении р. Аккем и ее притоках, концентрации токсичных веществ в большинстве исследованных объектов ≤ ПДК в питьевой воде.

Приведена сравнительная характеристика структуры планктонного сообщества на различных участках равнинного водохранилища (Куйбышевское водохранилище, р. Волга). Показана степень влияния планктона (и сестона в целом) притоков на планктон и сестон водохранилища в зависимости от их расположения в разных морфометрических (гидрологических) зонах и от режимов сброса водных масс через близрасположенные плотины. Вклад притока на верхнем участке водохранилища в показатель содержания общего углерода приемного водоема более значителен (81 и 61% общего органического углерода планктона в выходные и рабочие дни соответственно), чем на нижнем участке водохранилища (4.4 и 1.5%). Оценено влияние работы ГЭС на амплитуду колебания суммарной биомассы планктонного сообщества и его структуру в приплотинной части водохранилища (верхний бьеф плотины). В период уменьшения сброса вод и, соответственно, снижения скоростей течения в выходные дни отмечались максимальные показатели общей биомассы планктона с одновременным увеличением доли цианобактерий в ее структуре.

Методом биотестирования исследовали токсичность природной воды, отобранной в р. Москве в точках с разным уровнем антропогенного воздействия во все гидрологические сезоны года. Оценено влияние химического состава природной воды на чувствительность к модельному токсиканту (бихромату калия) для трех лабораторных тест-объектов – одноклеточных водорослей Scenedesmus quadricauda (Turh.) Breb., ракообразных Daphnia magna Straus и рыб Poecilia reticulata Peters. Чувствительность тест-объектов оценивали по величинам полулетальной (для дафний и рыб) и полуэффективной (для водорослей) концентраций модельного токсиканта, полученным с использованием отобранных проб воды в качестве сред для приготовления тестируемых растворов токсиканта. Показано, что в условиях комплексного антропогенного загрязнения, включающего повышение минерализации, чувствительность Daphnia magna и Poecilia reticulata к стандартному токсиканту в целом оказалась в пределах нормативного диапазона для каждого тест-объекта, а для Scenedesmus quadricauda практически все полученные значения полуэффективных концентраций лежат выше нормативного диапазона (чувствительность снижена). Обнаружены статистически значимые корреляции величины полулетальной концентрации для Daphnia magna с комплексом взаимосвязанных гидрохимических показателей, включая минерализацию. Наблюдаемые различия в изменении чувствительности тест-объектов предположительно связаны с изменением жесткости воды. Отмечено, что снижение чувствительности тест-объектов под влиянием изменения ионного состава воды может привести к получению завышенных величин предельно-допустимых концентраций, которые устанавливаются с использованием природной воды для водных объектов с учетом их природных особенностей. Результаты исследований могут быть использованы при формировании методических подходов к региональному нормированию.

Методом ИСП-МС определен элементный состав байкальских бентосных водорослей и водорослей рода Spirogyra, массовая вегетация которых отмечена в последнее десятилетие в литорали оз. Байкал. В составе бентосного морфотипа спирогиры, доминирующей на участках каменистой литорали (Spirogyra “morphotype 1”), – следующее распределение элементов: Na ~ K ~ Ca ~ S ~ Ba > Mg ≥ P > Mn ≥ Cl; в составе неприкрепленных ко дну Spirogyra spp. из притоков, неглубоких бухт и заливов с мягкими донными грунтами: Na > K ≥ Ca ~ S ~ P ~ Ba ≥ Mg, Cl > Mn. Водоросли рода Spirogyra отличаются по элементному составу от байкальских бентосных водорослей более высоким содержанием Li, Na, Mn, Ba и нетипичным соотношением концентраций элементов: Na > P, Na ≥ K и Ca, Mn > Fe, Ba ~ Ca и S, Ba > Sr. Максимальное суммарное содержание (∑С) всех определяемых элементов, ∑С Na Mg P S Cl Ca Li Al Si Mn Zn Ba, ∑С Na Cl P Mn характерны для Spirogyra “morphotype 1”, доминирующей на участках литорали, расположенных возле наиболее мощных источников хозяйственно-бытовых стоков. К таким источникам приурочен массовый рост и других видов спирогиры, накапливающих больше, чем Spirogyra “morphotype 1”, Li, Na, Cl, Br.