Под оптимизацией структуры кормовых фитопланктонных сообществ понимается регулирование их состава и функций в направлении доминирования видов, предпочтительных для питания планктоядных животных. В настоящей книге предлагается метод регулирования c помощью потоков ресурсных субстратов среды (biogenic manipulation). Осуществление внешних воздействий, приводит к доминированию в сообществе групп фитопланктона с интересующими исследователя свойствами - нужными размерами клеток или продукционными характеристиками, определенным биохимическим или таксономическим составом.

Идея метода биогенного регулирования возникла при анализе одной из нетрадиционных моделей потребления и роста для сообществ автотрофных организмов. Согласно модели изменение соотношения ресурсов в среде приводит к изменению относительных обилий входящих в сообщество популяций (гл.2). Тем самым соотношение биогенных элементов в распоряжении эколога-манипулятора становится управляющим воздействием. Проработка идеи о биогенных манипуляциях потребовала целого ряда исследовательских шагов:

1. Предсказанный моделью механизм влияния оптимальных соотношений питательных веществ на доминирование видов должен иметь эмпирические референты в практике культивирования фитопланктона и лимнологических исследованиях. Поэтому аналитический обзор литературных данных мог бы предоставить эмпирические обоснования (или опровержения) идеи об управляющей роли соотношений ресурсных факторов (материалы обзора приведены в разделах гл.4).

2. Управляющие воздействия избирательно влияют на популяции видов из-за различий физиологических характеристик организмов. Согласно модели, оптимальное для данного вида организмов отношение ресурсов равно отношению потребностей вида в этих ресурсах. Понятие потребности слабо разработано в альгологии. Поэтому понадобились разработки концепции потребностей и метода их измерения для микроводорослей (гл.3).

3. Прежде чем проводить трудоемкие лабораторные и полевые экспериментальные работы, следует проверить идею биогенного манипулирования в вычислительных экспериментах с формальными моделями, адекватно имитирующими функционирование фитопланктона, но основанными на иных предпосылках, нежели породившая идею модель (раздел 2.2).

4. Между этапом поиска методов управления с помощью формального моделирования и этапом приложения найденного метода к природным объектам обязателен этап лабораторного моделирования процесса управления. Поэтому понадобилось создание экспериментального экологического объекта - лабораторного альгоценоза, где в контролируемых условиях могли быть проверены предсказания математических моделей и отработаны методические аспекты биогенного манипулирования (раздел 4.1).

5. Методы управления, прежде чем будут приложены к природным экосистемам, должны быть опробованы на природном фитопланктоне in vitro (раздел 4.2).

6. Указанные шаги позволяют сформулировать и обосновать концепцию биогенной оптимизации природных кормовых сообществ фитопланктона (гл.5), проверить ее адекватность на примере прудов с растительноядными рыбами (гл.6 и 7).

7. Из-за существенной многофакторности экологических задач анализ результатов воздействия на реальные экосистемы с помощью потоков биогенных элементов представляет самостоятельную нелегкую методическую задачу. Наиболее эффективный путь адекватного анализа - использование современных мощных методов многомерного статистического анализа. В нашей работе использованы детерминационный, регрессионный и дисперсионный виды анализа (гл.8; раздел 8.2, где применены последние два вида, написан В.Н.Максимовым).

Авторы книги выражают глубокую признательность за сотрудничество Г.В.Мартынову, И.А.Миронову, В.С.Харину - работникам Волжского экспериментального рыбозавода КаспНИРХа, на базе которого проводились натурные эксперименты. Авторы искренне благодарны за режим благоприятствования в работе и дружескую помощь сотрудникам Лаборатории прудового рыбоводства КаспНИРХа Л.Н.Бобылевой, А.К.Дудниковой, О.И.Лоцмановой, В.Г.Махмудовой, Р.С.Никоновой, Н.И.Остроуховой, О.И.Попову, К.С.Сакетовой, Т.В.Саломатиной, В.А.Сибикиной, Л.А.Спиряновой, Н.И.Чевычаловой и сотрудникам КаспНИРХа А.Ф.Сокольскому и Н.К.Струбалиной. Авторы горячо благодарят своих коллег А.А.Авербуха, В.И.Артюхову, Л.А.Ганьшину, А.И.Иващенко, Е.Г.Личман, Н.З.Мазитову, Н.В.Ревкову, Л.А.Риттих, И.Ю.Феневу, А.А.Худоян, Н.А.Шидловскую, принимавших участие в различных этапах работы, послуживших источником материалов и идей этой книги.