Отчет ИВМ СО РАН за 2008 год

Интеграционные, экспедиционные проекты, гранты СО РАН

• Заказные интеграционные проекты
• Междисциплинарные интеграционные проекты
• Комплексные интеграционные проекты
• Экспедиционные проекты
• Целевая программа СО РАН «СуперЭВМ»
• Целевая программа СО РАН «Информационные и телекоммуникационные ресурсы СО РАН»

Экспедиционные проекты

Руководитель: д.ф.-м.н. А. Д. Апонасенко

В ходе полевых работ на Приморском плесе Красноярского водохранилища проведено исследование влияния органо-минерального детрита (ОМД) на продукционные характеристики бактериопланктона (бактериальную продукцию (Рb) и деструкцию органического вещества (R_b), бактериальную эффективность роста (BGE)). Методами стохастического моделирования, основанного на инструментах математической статистики, построены описательные модели связей указанных параметров с отношением (D) содержания минеральной взвеси к содержанию органического вещества, поступившего в водную среду в растворенном виде (РОВ).

Гетеротрофные бактерии трансформируют РОВ в новую бактериальную биомассу (рис. 34) и преобразуют органический углерод к неорганическому за счет дыхания (R_b). Для экспериментальных точек связь бактериальной продукции с отношением D определяется линейным уравнением P_b = 0.0017D + 0.0285 (коэффициент корреляции r = 0.78), а для данных, сглаженных по методу медианных центров, P_b = 0.0019D + 0.0275 (r = 0.99).

Бактериальная эффективность роста (BGE = P_b / (P_b + R_b)), или количество новой бактериальной биомассы, произведенной на единицу ассимилируемого органического субстрата, определяет связь P_b и R_b. Чем больше трофическое богатство системы, тем больше в ней организмов и больше их остатков — детрита. К детриту необходимо отнести и органо-минеральные комплексы, формируемые на частицах неорганической взвеси в процессе адсорбции растворенного органического вещества (ОМД). За счет ускорения и активизации процессов трансформации биогенного вещества на граничных поверхностях отмечается повышенная продуктивность бактерий при высоких содержаниях взвеси.

Бактериальная эффективность роста при увеличении потребления питательного субстрата, направляемого на построение клеток бактерий, также возрастает (рис. 35). Связь BGE с отношением D выражается логарифмической зависимостью BGE = 0.055Ln(D) + 0.185 (r = 0.55, число проб = 54). Для данных, сглаженных по методу медианных центров, BGE = 0.057Ln(D) + 0.176 (r = 0.96), т.е. хорошо совпадают с трендом, проведенным по экспериментальным точкам, что свидетельствует о достоверности логарифмической регрессии.

Удельная продукция бактерий (P_b/B_b) также растет с увеличением отношения D. Связь для усредненных величин P_b/B_b выражается зависимостью P_b / B_b = 0.0122(D) + 0.45 (r = 0.99, разделение на 4 зоны) и достаточно хорошо соответствуют регрессии по экспериментальным измерениям P_b/B_b = 0.014(D) + 0.43 (r = 0.55).

Рис. 34. Зависимость P_b бактерий от D (1 — экспериментальные данные, 2 — сглаженные по медианам)

Рис. 35. Зависимость BGE от отношения D (1 — экспериментальные данные, 2 — сглаженные по медианам)

Основные публикации:

1. Апонасенко А. Д.
   Спектральный анализ природного органического вещества, адсорбированного на частицах различных размерных фракций // Оптика атмосферы и океана. — 2008. — Т. 21. — № 11. — С. 940–944.

(Отдел вычислительной физики)