Articolul de cercetare Volumul 2 Numărul 3

Barinova SS, 1

Verificați Captcha

Regret pentru inconvenient: luăm măsuri pentru a preveni trimiterea frauduloasă a formularelor de către extragători și crawlerele de pagini. Introduceți cuvântul Captcha corect pentru a vedea ID-ul de e-mail.

1 Institutul Evoluției, Universitatea din Haifa, Israel
2 Institutul de Hidrobiologie al NAS din Ucraina, Ucraina

Corespondenţă: Barinova SS, Institute of Evolution, University of Haifa, Mount Carmel, 199 Abba Khoushi Ave., Haifa 3498838, Israel

Primit: 04 martie 2017 | Publicat: 24 mai 2017

Citare: Barinova SS, Protasov AA, Novoselova TN. Analiza spațială a variabilelor biologice și de mediu din ecosistemul tehnologic al centralei nucleare Khmelnitsky cu o nouă abordare statistică. MY Eco Environ Sci. 2017; 2 (3): 114-119 DOI: 10.15406/mojes.2017.02.00024

Am analizat distribuția variabilelor biologice și de mediu în apele centralei nucleare Khmelnitsky (KhNPP) în vara anului 2014. Metodele statistice au fost utilizate pentru corelație, analiza regresiei multiple, analiza corespondenței canonice, compararea floristică și cartografierea ecologică cu Programul Statistica 12.0. S-a constatat că fluxul de apă caldă împarte corpul piscinei în trei părți diferite. Comunitatea bazinului a format în mod corespunzător trei specii de miezuri cu centre în stația de apă fierbinte, apă stătătoare și apa principală a bazinului. Abordarea statistică arată că nu numai temperatura apei joacă rolul în reglarea comunității acvatice, ci și fluxul de apă și concentrația de nutrienți. Doar trei stații 9, 29 și 54 au fost selectate și propuse pentru monitorizare în care comunitatea și-a exprimat reacția asupra eterogenității mediului.

Cuvinte cheie: centrală nucleară, bazin de răcire, statistici, cartografiere ecologică, rezervor KhNPP, Ucraina

Lacurile și corpurile de apă de tip lac, cum ar fi zonele umede, estuarele și rezervoarele, inclusiv plantele de iaz de răcire, sunt importante ca surse și colectoare de apă. În plus, iazul de răcire face parte din ciclul tehnologic, a cărui funcționare este reciclarea apei calde. Ecosistemul fiecăruia dintre aceste tipuri de corpuri de apă este deschis și este implicat în procesarea introducerii substanțelor sale chimice sau a nivelării variabilelor, cum ar fi temperatura apei. În orice caz, este important să se evalueze starea ecosistemelor, exprimată în parametri biologici, hidro-chimici și hidro-fizici. Pentru a evalua în mod corespunzător starea corpului de apă, este de asemenea important să înțelegem interacțiunea diferitelor niveluri de parametri. Modelele existente ne trimit înapoi la principiile comunicării și interacțiunii dintre diferitele părți ale ecosistemului iazului. Există multe opțiuni de evaluare pe baza datelor observaționale pentru masa parametrilor corpului de apă, însă acestea nu arată întreaga imagine.

Abundența de fitoplancton și zooplancton din iazul de răcire de la Centrala Nucleară Khmelnitsky (KhNPP) a fost caracterizată de eterogenitate, deoarece reglementarea ecosistemului și controlul variabilelor majore reprezintă o problemă. Scopul prezentului studiu a fost de a găsi noile metode de analiză a variabilelor ecosistemului bazinului pentru a releva relațiile suficiente între variabilele biotice și abiotice care pot fi monitorizate în viitor.

Eșantionare și analiză chimică

Iazul de răcire al KhNPP a fost examinat în anotimpurile de vară ale anului 2014 în timpul funcționării unei unități a CNE. Materialul pentru aplicarea noilor metode de analiză a fost observarea parametrilor hidrochimici, hidro fizici și hidro biologici ai iazului de răcire de pe 12 stații. Datele despre variabilele de mediu au fost luate cu metode standard. 1

Calculul statistic

Pentru analize și construcția parcelelor au fost utilizate programele:

  1. Programul GRAPHS 2 a fost utilizat pentru a determina relația dintre indicatorii hidro-fizici și hidro-chimici și pentru construcțiile dendrogramelor comparative de similaritate floristică și dendrite la intersecție prin metoda Ward cu distanța euclidiană;
  2. Statistica 12.0, cu metoda distanței celor mai mici pătrate ponderate pentru a construi suprafețe 3D, precum și metoda graficelor de napolitane 3D. Rularea statistică a graficelor 3D în trei sau plate pe doi parametri include integrarea relației și au proprietăți prognostice. Atunci când se analizează distribuția spațială a variabilelor biotice și abiotice pe baza referințării coordonate a punctelor în care a fost prelevată eșantionarea materialului, au fost construite parcele de napolitane în programul Statistica 12.0. Analizele de corelație și regresie au fost efectuate în același program. Analiza corespondenței canonice (CCA). 3.4

Descrierea sitului studiat

Iazul de răcire de la CNE Khmelnitsky (KhNPP) (Figura 1) este un rezervor umplut în 1986 cu apele râului Gniloy Rog, precum și cu râul Goryn, ca partea superioară a râului Pripyat, Nipru-Bugul sudic Bazinul FEOW, Figura 1) și a funcționat din 1987. Suprafața acestui iaz este de 15,4 km 2 și volumul este de aproximativ 150 de milioane de m 3, suprafața este de 20 km 2, lentoarea liniei de coastă este de 20,4 km, adâncimea medie este de aproximativ 6 m cu maxim 12 m. 5 La nord, acest iaz este limitat de un baraj de pământ de 6,85 km lungime, cu față de beton până la fund (adâncime, 7-8 m), apoi (3 km) cu dărâmături. Volumul de apă din canalul de admisie este de aproximativ 0,8 milioane m 3. Iazul de răcire a fost invadat spontan de midia Zebra (Dreissena polymorpha Pall.) În 2004. 6 Problema midiei Zebra a fost crescută în anii următori și are o valoare maximă de până la 2 kg m 2 în bentos și până la 7 kg m 2 în perifiton în 2008 și apoi scad. 7

Stație, Variabilă

32

86

49

18

70

12

7

5

9

29

54

31

Abundența de fitoplancton, celula 10 3 dm 3

Biomasa fitoplanctonului, mg dm 3

Volumul mediu al celulei, mg

Index Shannon H (abundență)

Index Shannon H (biomasă)

Indicele Saprobity S

Număr de specii algale

Charophyta Fără specie

Bacillariophyta Fără specie

Chlorophyta Fără specie

Cryptophyta Fără specie

Cianobacterii Fără specie

Dinophyta Fără specie

Euglenophyta Fără specie

Abundența de zooplancton, org. dm 3

Biomasa de zooplancton mg dm 3

Energia zooplanctonului, kcal

tabelul 1 Date de mediu și biologice de la stațiile majore de monitorizare a KhNPP în vara anului 2014. Stațiile din tabel sunt plasate în direcția curentului de apă și a gradientului de temperatură

biologice

figura 1 Harta iazului de răcire la CNE Khmelnitsky pe FEOW (dreptunghi superior, negru) și formarea masei de apă (dedesubt) pe vreme de vânt (A) și calm (B). Harta punctelor de eșantionare (puncte roșii) în august 2014 (C) cu intrarea (săgeata roșie), ieșirea (săgeata albastră) a apei calde cu direcția de curgere (linia roșie). Distanța greutate suprafață minimă a suprafeței distribuției temperaturii apei în suprafața bazinului de răcire KhNPP în august 2014 (D).

Figura 2 Diagrama suprafeței celor mai mici pătrate din abundența fitoplanctonului și distribuția fosfaților de apă și a nitraților în suprafața bazinului de răcire KhNPP în august 2014.

Figura 3 Dendrogramă a asemănării comunității fitoplanctonice în bazinul de răcire KhNPP, august 2014.

Figura 4 Dendrita comunității fitoplanctonice se suprapune în bazinul de răcire KhNPP, august 2014.

Figura 5 Variabile cartografiate statistic în suprafețele iazului de răcire KhNPP în 2014: temperatura apei (A); Transparența apei (B); Abundența algelor (C); Biomasa algală (D); Abundența de zooplancton (E); Biomasa zooplanctonică (F); Energia zooplanctonică (G); Volumul mediu de celule algale (H).

Figura 6 Variabile cartografiate statistic în suprafețele iazului de răcire KhNPP în 2014: Index Shannon, abundență (A); Index Shannon, biomasă (B); Număr de specii (C); Bacillariophyta, numărul de specii (D); Bacillariophyta,% din abundență (E); Bacillariophyta,% din biomasă (F); Chlorophyta, numărul de specii (G); Clorofite,% din biomasă (H).

Uniformitatea structurii comunității fitoplanctonului a fost evaluată cu indicele Shannon. Figura 6A, B arată cea mai scăzută zonă index lângă intrarea cu apă caldă. Înseamnă că apele calde și de mare viteză sunt afectate de comunitatea de fitoplancton din piscina de răcire.

Figura 6C a demonstrat că comunitatea bazinului înflorește în golful sudic, în principal cu diatomee (Figura 6D, E, F; 7A). Algele verzi s-au dezvoltat bine în partea opusă a bazinului, unde temperatura apei era mai scăzută.

Aceeași analiză pentru biomasă arată că temperatura apei și nitrații au fost factori stimulatori pentru biomasa diatomelor, în timp ce productivitatea altor divizii a fost indiferentă (Figura 9). Pasul final al analizei este reprezentat în Tabelul 3. Am calculat regresia în trepte înapoi pentru KhNPP în vara anului 2014. Variabilele dependente care prezintă o corelație semnificativă cu variabilele de mediu sunt în prima coloană a tabelului. Rezultatele calculului arată că bogăția speciilor și indicele S de saprobitate sunt dependente de transparența apei și de biomasa algelor. În același timp, abundența algelor și biomasa s-au corelat reciproc și masa celulară medie din comunitate. Abundența algelor are corelația opusă cu transparența apei și indicele Shannon. Conținutul de substanțe nutritive disponibile care se reflectă în indexul saprobity S are o corelație pozitivă cu indicele structurii comunității - Shannon. Abundența cianobacteriilor a fost corelată pozitiv cu abundența totală de alge, volumul mediu de apel și indicele saprobității S și biomasa zooplanctonică, dar alte variabile precum biomasa totală, transparența apei și energia zooplanctonului au fost opuse. Doar biomasa de diatomee a fost ușor stimulată cu materie organică disponibilă care se reflectă în indicele Saprobity S.

Variabil

pH

SO4

N-NO3

P-PO4