Safety in Technosphere Safety in Technosphere Безопасность в техносфере 1998-071X 7982 10.12737/14428 Контроль и мониторинг Control and monitoring Контроль и мониторинг New Phyto-Incubator with Temperature and Illumination Adjustment for Water Ecosystems’ Ecological Parameters Monitoring Новый фитоинкубатор с регулированием температуры и освещенности для мониторинга экологических параметров водных экосистем Гонтарев С. В. Gontarev S. V.

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-0055-8982 Мошаров Сергей Александрович Mosharov Sergey Aleksandrovich sampost@list.ru

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Корсак М. Н. Korsak M. N. sampost@list.ru

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН P.P.Shirshov Institute of Oceanology of the Russian Academy of Science Институт океанологии имени П.П. Ширшова РАН Москва Россия Shirshov Institute of Oceanology Moscow Russian Federation Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта Immanuel Kant Baltic Federal University Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана Москва Россия Bauman Moscow State Technical University Moscow Russian Federation 25 08 2015 25 08 2015 4 4 3 9 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/7982/view

В морских экологических экспедициях при определении скорости образования органического вещества в процессе фотосинтеза (величин первичной продукции) исследователи сталкиваются с необходимостью создать особые условия для экспозиции проб воды с фитопланктоном, отобранных на разных станциях и глубинах, на большом расстоянии друг от друга и с разными значениями температуры и освещенности. В настоящее время для измерения первичной продукции во всей зоне фотосинтеза морских экосистем, которая имеет протяженность несколько десятков метров, пользуются стандартными методами инкубирования проб воды с фитопланктоном в условиях постоянных температур и освещенности, значительно отличающихся от горизонтов, где были взяты исследуемые пробы. Такая методика принята в качестве основной в международных экологических и мониторинговых программах (HELCOM, SCOR и др.) и основана на инкубации проб воды при искусственном освещении в контролируемых температурных условиях. Несоответствие световых и температурных условий в точке отбора пробы и в эксперименте может приводить к искажениям при оценке первичной продукции и определении световой зависимости. Корректное определение величины первичной продукции на разных глубинах зоны фотосинтеза с разными значениями температуры и освещенности требует создания условий для экспозиции проб воды с фитопланктоном, наиболее приближенных к естественным. В статье описывается новый фитоинкубатор для инкубации пробы воды при измерении первичной продукции, состоящий из свето- и теплоизолированных ячеек с системой индивидуального регулирования температуры и освещенности в каждой ячейке. Инкубация разных проб с фитопланктоном осуществляется в различных стабилизированных условиях по температуре и освещенности постоянным световым потоком, устанавливаемыми для каждой ячейки отдельно. Значения освещенности и температуры могут выбираться любые из заданного диапазона величин. Подобная установка позволяет задать «сетку» параметров по температуре, освещенности и длительности экспонирования и получать прогностические оценки первичной продукции при изменении внешних условий. На разработанный инкубатор получен патент на изобретение №2547685 «Инкубатор и способ инкубации проб воды». Данный тип фитоинкубатора может быть использован для проведения различных экологических экспериментов с природными популяциями планктонных организмов в лабораторных условиях.

During sea ecological expeditions at determination of organic substance formation speed in the course of photosynthesis (sizes of primary production) researchers face need related to creation of special conditions for an exposition of containing the phytoplankton water samples which have been selected at different stations and depths, widely spaced and with different temperature and illumination values. Now for primary production measurement in all marine ecosystems’ photosynthesis zone which has an extent equal to several tens of meters, the standard methods for incubation of containing the phytoplankton water samples in the conditions of constant temperatures and illumination, considerably different from those horizons, where the studied samples were taken, are used. Such a technique based on the water samples incubation at artificial lighting in controlled temperature conditions has been accepted as the main one in the international ecological and monitoring programs (HELCOM, SCOR, etc.). Discrepancy of light and temperature conditions in a sample selection point and in the experiment can lead to distortions at a primary production assessment and light dependences determination. Primary production sizes’ correct determination at photosynthesis zone’s different depths with different temperature and illumination values demands creation of the most approached to the natural conditions for the exposition of containing the phytoplankton water samples. A new phyto-incubator for the water sample incubation at the primary production measurement is described in this paper. The phyto-incubator consists of light and thermo isolated cells with a system of temperature and illumination individual adjustment in each of the cells. The incubation of different samples containing the phytoplankton is carried out in various stabilized conditions on temperature and illumination by a constant light stream, established for each cell separately. Illumination and temperature values can be choose as any of the set range of sizes. Such installation allows to set a "grid" of parameters on temperature and illumination, on exhibiting duration, and to receive predictive estimates for primary production at the change of external conditions. Invention patent No. 2547685 "Incubator and Approach for Water Samples Incubation" has been obtained on the developed incubator. This phyto-incubator type can be also used for various ecological experiments with natural populations of plankton organisms in laboratory conditions.

 фотосинтез фитопланктон инкубатор водные экосистемы мониторинг водных экосистем. photosynthesis phytoplankton incubator water ecosystems water ecosystems monitoring.

Романенко В.И., Кузнецов С.И. Экология микроорганизмов пресных водоемов. Л.: Наука, 1974. Romanenko V.I., Kuznetsov S.I. Ecologiya mikroorganizmov presnych vodoyomov [Ecology of microorganisms in freshwater], Leningrad, Nauka Publ., 1974. Корсак М.Н., Сорокин Ю.И. Первичная продукция и особенности ее образования // Экосистемы пелагиали Перуанского района. - М.: Наука, 1980. - C. 81-94. Korsak M.N., Sorokin Yu.I. Primary production and feature of its formation. Ekosistemy pelagiali Peruanskogo raiona [Ecosystems of the pelagic zone in the Peruvian region]. Moscow, Nauka Publ., 1980, pр. 81-94. (in Russian) Мошаров С.А., Серова Е.М., Корсак М.Н., Даллакян Г.А. Особенности токсического влияния меди на различные фитопланктонные сообщества Балтийского моря // Вестн. Моск. ун-та. Сер. Биология. 2009. № 3. С. 34-39. Mosharov S.A., Serova E.M., Korsak M.N., Dallakyan G.A. Peculiarities of the Copper Toxic Effect on the Phytoplankton Communities of the Baltic Sea. Vestnik Moskovskogo Universiteta. Biologia [Moscow University Biological Sciences Bulletin], 2009, I. 3, рр. 34-39. (in Russian) Colijn F., Kraay G.W., Duin R.N.M., Tillman U., Veldhuis M.J.W. Design and tests of a novel P-I incubator to be used for measuring the phytoplankton primary production in ICES monitoring studies. Available at: http://www.helcom.fi/groups/monas/CombineManual/AnnexesC/en_GB/annex5/#annex1Description. Colijn F., Kraay G.W., Duin R.N.M., Tillman U., Veldhuis M.J.W. Design and tests of a novel P-I incubator to be used for measuring the phytoplankton primary production in ICES monitoring studies. Available at: http://www.helcom.fi/groups/monas/CombineManual/AnnexesC/en_GB/annex5/#annex1Description Ведерников В.И., Гагарин В.И., Демидов А.Б., Буренков В.И., Стунжас П.А. Распределение первичной продукции и хлорофилла в субтропических и тропических водах Атлантического океана осенью 2002 г. // Океанология. 2007. Т. 47, № 3. С. 418- 431. Vedernikov V.I., Gagarin V.I., Demidov A.B., Burenkov V.I., Stunzhas P.A. Primary Production and Chlorophyll Distributions in the Subtropical and Tropical Waters of the Atlantic Ocean in the Autumn of 2002. Oceanologia [Oceanology], 2007, V. 47, I. 3, pр. 418-431).