WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«ЕФРЕМОВА ВИТАЛИНА АЛЕКСАНДРОВНА СООБЩЕСТВА ПОЧВЕННЫХ ВОДОРОСЛЕЙ И ЦИАНОБАКТЕРИИ В ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ГОРОДСКИХ ПОЧВ (НА ПРИМЕРЕ Г. КИРОВА) ...»

На правах рукописи

ЕФРЕМОВА ВИТАЛИНА АЛЕКСАНДРОВНА

СООБЩЕСТВА ПОЧВЕННЫХ ВОДОРОСЛЕЙ И ЦИАНОБАКТЕРИИ

В ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ГОРОДСКИХ ПОЧВ

(НА ПРИМЕРЕ Г. КИРОВА)

03.02.08 - экологая (биология)

03.02.01 - ботаника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

1 3 ноя 2014

Сыктывкар - 2014

Работа выполнена на кафедре экологии ФГБОУ ВПО «Вятский государственный гуманитарный университет»

Копдакова Любовь Владимировна

Научный руководитель:

доктор биологических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Вятский государственный гуманитарный университет», заведующая кафедрой экологии Широких Ирина Геннадьевна, доктор

Официальные оппоненты:

биологических наук, заведующая лабораторией биотехнологии растений и микроорганизмов Зонального научно-исследовательского института сельского хозяйства Северо-Востока им. Н. В. Рудницкого Патова Елена Николаевна, кандидат биологических наук, доцент, заведующая лабораторией геоботаники и сравнительной флористики Института биологии Коми НЦ УрО РАН ФГБОУ ВПО Башкирский



Ведущая организация:

государственный педагогический университет им. М. Акмуллы (г. Уфа)

Защита состоится «19» декабря 2014 г. в 10.00 час. на заседании диссертационного совета Д 004.007.01 в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ГСП-2, ул. Коммунистическая, д. 28 .

e-mail: dissovet@ib.komisc.ru, сайт института: www.ib.komisc.m С диссертахщей можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 24 .

Автореферат разослан « 2014 г .

Ученый секретарь диссертационного совета, Кудяшева доктор биологических наук Алевтина Григорьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Урбанизация является мощным экологическим фактором, сопровождающимся преобразованием ландшафта, земельных и водных ресурсов, массовым производством отходов, поступающих в атмосферу, водные и наземные экосистемы (Денисов, 2008). В данных условиях значительную техногенную нагрузку испытывают городские почвы. Водоросли и цианобактерии (ЦБ) являются постоянными компонентами почвенных микробиоценозов и чутко реагируют на изменения почвенной среды (Голлербах, Штина, 1969; Штина, Голлербах, 1976; Гецен, 1985, 1990;

Панкратова, 1981; Кабиров, 1991, 1995, 2007; Дубовик, 1995; Домрачева, 1998, 2005; Кузяхметов, 2006; Шарипова, 2006; Кондакова, 2012; и др.) .

Альгоиндикация используется для экологической оценки состояния урбанизированной среды (Кабиров, 1986; Кабиров и др., 1994; Суханова, 1996;

Артамонова, 2002; Апс1гас1е е1 а1., 2004; Ьепеке е1 а!., 2006; Антипина, 2006;

2010; Кондакова, Домрачева, 2008; Трухницкая, 2008; Аксенова, 2010; Зыкова, 2013; и др.). Город Киров относится к разряду крупных городов на европейском Северо-Востоке, в котором проживает третья часть населения области и сконцентрирована основная промышленность региона. Изучение сообществ почвенных водорослей и ЦБ городских почв, испытывающих антропогенное и техногенное воздействие, является актуальным, в том числе и для г. Кирова, позволяет выявить реакцию фототрофов на экологические условия городской среды, определить возможность использования определенных видов и группировок для экологической оценки состояния почв .



Цель исследовакпя — выявить закономерности структуры и развития почвенных водорослей и цианобактерий в городских почвах с разным уровнем антропогенной нагр^'зки для их экологической оценки .

Задачи исследования:

.Изучить флористический состав, систематическую и экобиоморфную структуру почвенных водорослей и ЦБ в урбоэкосистеме г. Кирова;

2. Провести сравнительный анализ альгофлоры промышленной, транспортной, селитебной и рекреационной зон г. Кирова;

3. Оценить количественные показатели альгогруппировок почв г. Кирова;

4. Изучить «цветение» городских почв;

5. Дать экологическую оценку почв г. Кирова методами химического анализа и биотестирования .

Научная новизна. Впервые для г. Кирова проведено изучение городских почв методами альгологаческого, химического анализа и биотестирования и дана экологическая оценка состояния почвенной среды. Проведено комплексное изучение таксономической, экологической структуры и закономерностей развития почвенных водорослей и ЦБ в различных функциональных зонах г. Кирова. Показано, что почвенная альгофлора является индикатором состояния почвенной среды и отражает характер антропогенной нафузки. Составлены формулы экобиоморф для различных функциональных зон г. Кирова. Установлены количественные показатели «цветения» городских почв. Выявлена специфика организации фототрофньге комплексов «цветения» почв в техногенных зонах г. Кирова. Доказана высокая плотность популяций фототрофов в осенних биопленках «цветения» почвы (63-194 млн. клеток/см^). Методами кластерного анализа и корреляционных плеяд построены модели, отражающие уровень сходства и различия между альгофлорами различных функциональных зон г. Кирова. Доказана необходимость сочетания количественных и качественных показателей альгофлоры для экологической оценки состояния городских почв .

Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследования дополняют сведения о сообществах почвенных водорослей урбанизированных территорий, в том числе различных функциональных зон города .

Изучены возможности применения альгологического анализа для оценки экологического состояния городской среды. Доказано, что комплексное изучение почвенной среды с использованием методов альгологического, химического анализа и биотестирования позволяет оценить и прогнозировать экологическое состояние урбанизированных территорий. Определены перспективы использования результатов исследований для разработки и оптимизации программ экологического мониторинга урбанизированных территорий. По результатам исследований составлен список флоры почвенных водорослей и ЦБ г. Кирова, включающий 141 вид .





Материалы диссертации используются в учебном процессе при чтении курсов общей экологии, экологии организмов, экологии популяций и сообществ, биологии почв, биоиндикации на химическом факультете Вятского государственного гуманитарного университета (ВятГТУ) и в Вятской государственной сельскохозяйственной академии (ВГСХА) .

Положения, выносимые на защиту:

.Почвенная альгофлора урбанизированных территорий отражает характер и уровень антропогенного воздействия, что проявляется в видовом составе альгосинузий, комплексе доминирующих видов и количественных показателях .

2. Антропогенная нагрузка в городской среде приводит к значительному сходству альгофлор промышленной, транспортной и селитебной зон города и выражается в доминировании цианобактериального компонента фототрофных микробных комплексов. Только состав альгофлоры рекреационной зоны г. Кирова по видовому разнообразию, соотношению основных отделов и жизненным формам близок к зональным почвам .

3. Для городских почв характерна необычайно высокая плотность фототрофных популяций в биопленках, достигающая 194 млн. клеток/см^ почвы, при суммарной длине нитей ЦБ 638 м/см^ почвы .

4. Альгологическая оценка экологического состояния городских почв, основанная на методах флористического, систематического, экобиоморфного и количественного анализа подтверждена методами химического анализа и биотестирования .

Личное участие автора. За период с 2007 по 2013 гг. автором сделан аналитический обзор литератзфы, написаны статьи и тезисы докладов .

проведено планирование экспериментальной работы, отбор 246 почвенных образцов, приуроченных к 77 пробным площадкам и постановка чашечных культур, выявление видового состава водорослей, интерпретация полученных фактических данных. Работа выполнялась на кафедре эколопш, в аккредитованной экоаналитической лаборатории и лаборатории биомониторинга ВятТТУ .

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2009» (Москва, 2009); XLVII, XLVIII, L Международной научной конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2009, 2010, 2012); Международной научнопрактической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Эмилии Адриановны Штиной «Водоросли и цианобактерии в природных и сельскохозяйственных экосистемах» (Киров, 2010); IV Международной конференции «Актуальные проблемы современной альгологии» (Киев, 2012); II (X) Международной Ботанической Конференции молодых ученых в Санкт-Петербурге (Санкт-Петербург, 2012); Всероссийской научно-практической конференции молодежи «Экология родного края — проблемы и пути их решения» (Киров, 2008 - 2013); VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные проблемы биомониторинга и биоиндикации» (Киров, 2010); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Биологический мониторинг природно-техногенных систем» (Киров, 2011); X Всероссийской назд1Но-практической конференции с международным участием «Биодиагностика состояния природных и природно-техногенных систем»

(Киров, 2012); 4-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов»

(Саратов, 2011); XIX Всероссийской молодежной научной конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2012) .

Публикации: по теме диссертации опубликовано 25 работ, из них 3 - в периодических изданиях, входящих в перечень ВАК РФ и 1 глава в коллективной монографии .

Структура и объем диссертации. Текст диссертации изложен на 176 страницах, в том числе 127 страниц - основного текста, содержащего 31 таблицу и 22 рисунка. Работа состоит из введения, 4 глав, выводов, 3 приложений, списка литературы, включающего 318 источников, в том числе 52 на иностранных языках .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1 . Почвенные водоросли и цианобактерии городских экосистем (обзор литературы) Проведен анализ работ по изучению сообществ почвенных водорослей различных городских территорий (Горовиц-Власова, 1927; Рихтер, Орлова, 1928; Сологуб, Толстых, 1928; Андросова, 1964; Москвич, 1973, 1977; Кабиров, 1986; Кабиров и др., 1994; Суханова, 1996; Артамонова, 2002; Антипина, 2006;

2010; Трухницкая, 2008; Аксенова, 2010; Особенности урбоэкосистем, 2012; и др.). На основе анализа данных выделяются особенности альгокомплексов урбанизированных территорий. Отмечается, что на урбанизированных территориях формируются своеобразные сообщества почвенных водорослей и ЦБ, которые отличаются по видовому составу, комплексу доминирующих видов, экологической структуре (Штина, Неганова, 1985; Штина, 1990;

Дубовик, 1995; Шкунд1гаа, 1996; Шалару, 2012). Рассматриваются таксономические и экологические группы водорослей, основные закономерности их развития в антропогенно-нарушенных почвах (Штина и др., 1986, 1988; Неганова и др., 1986; Суханова, 1996; Андреева, 1998; Lukesov, 2001; Neustupa, Skaloud, 2005; Домрачева, 2005, 2009; Зарипова, 2009;

Кузяхметов, 2009; Пурина, 2009; Сафиуллина, 2009; Аксенова, 2010) .

Обсуждается феномен «цветения» почвы городских территорий. Отмечается, что в биопленках между партнерами одного вида, разных видов и даже различных трофических уровней складываются особые отношения, позволяющие противостоять неблагоприятным факторам внешней среды более успешно, чем отдельные особи (Costerton, 1995; Gross, 2002; Waters, Bassler, 2005; Домрачева, 2005; Domracheva et al., 2006; Yunpu et al., 2010; Кондакова и др., 2012) .

Глава 2 . Объекты и методы исследований Объектами исследования являлись почвенные образцы, отобранные в промышленной, транспортной, селитебной и рекреационной зонах г .

Кирова в течение вегетационных сезонов за период 2007-2013 гг. с целью экологической оценки состояния городских почв. Всего на территории г. Кирова отобрано 246 почвенных образцов, приуроченных к 77 пробньпк! площадкам. Средние образцы почв отбирались с глубины 0-5 см (182 почвенных образца) и 0-2(3) мм при «цветении» почв (38 пленок «цветения»). На флористический анализ отобрано 160 проб, на количественный анализ - 60 проб. Смешанные образцы почв для определения содержания тяжелых металлов отбирались с глубины 0-10 см в транспортной и промышленной зонах г. Кирова (12 почвенных образцов). Для биотестирования и определения содержания нефтепродуктов в почвах смешанные образцы почв отбирались с глубины 0-10 см и 10-20 см в рекреационной зоне г. Кирова и в зонах с высокой автотранспортной нагрузкой (14 почвенных образцов) .

Методы исследований. Видовой состав водорослей определяли методом чашечных культур со стеклами обрастания и микроскопирования свежевзятой почвы (Голлербах, Штина, 1969; Штина, Голлербах, 1976). Для характеристики сообществ почвенных водорослей и ЦБ основывались на следующих критериях (Штина, Голлербах, 1976): видовой состав, доминирующие виды и группы видов, спектр «жизненных форм» водорослей, встречаемость отдельных видов или групп водорослей, специфические виды или их группы .

Количественный учет фототрофных микроорганизмов средних образцов почвы и пленок «цветения» проводили на мазках (До.мрачева, 2005) прямым микроскопическим методом. Одновременно на этих же препаратах определяли длину грибного мицелия с параллельной дифференциацией популяций грибов на бесцветные и меланизированные формы (Методика определения токсичности проб почв методом биоиндикации по соотношению микромицетов с окрашенным и бесцветным мицелием № 224.03.13.048/2009) .

Методами химического анализа определяли рН и содержание гумуса в городских почвах (Теория и практика..., 2006). Содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов (ТМ) в почве определяли методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии (Методика выполнения измерений..., 2007) в аккредитованной экоаналитической лаборатории ВятГТУ .

Содержание нефтепродуктов (НП) в городских почвах определяли методами флуориметрии и инфракрасной спектрофотометрии (ИК-спектрометрия) .

Биотестирование городских почв проводили с использованием ЦБ р. Nostoc тетразольно-топографическим методом (Применение тетразольнотопографического..., 2008), а также с применением аттестоваьшых методик с использованием тест-организмов разных трофических уровней;

люминесцентных бактерий Escherichia coli тест-системы «Эколюм», простейших Paramecium caudatum, низших ракообразных Daphnia magna Straus .

Статистическая обработка данных количественного з^ета водорослей, ЦБ и микромицетов произведена с помощью программного обеспечения Microsoft® Excel® 2010. Диаграммы построены с использованием программного обеспечения Microsoft® Excel® 2010 и Microsoft® Visio® 2010 .

Погрешность в приведенных данных представляет из себя границы доверительного интервала при Р=0,95 .

Глава 3 . Особенности группировок почвенных водорослей и цианобактерий в различных функциональных зонах г .

Кирова В почвах г. Кирова обнаружен 141 вид и разновидность почвенных водорослей и ЦБ (рисунок 1), в том числе Cyanobacteria - 54 вида и разновидности (38%), Bacillariophyta — 15 видов и разновидностей (11%), Xanthophyta - 14 видов (10%), Eustigmatophyta - 4 вида (3%), Chlorophyta вида и разновидности (37%), Euglenophyta - 1 вид (1%) .

–  –  –

Рисунок 2 - Видовой состав биопленок «цветения» почвы в промышленной зоне г. Кирова Прямым микроскопированием весенней пленки «цветения», взятой в районе ОЦМ, обнаружено 17 видов почвенных водорослей (рисунок 2) .

Численность клеток составляла 13,8±1,3 млн. клеток/см^ почвы, преобладали представители ЦБ - 13,2±1,2 млн. клеток/см^ почвы (рисунок 3). Видовой состав осенних биопленок беднее, было отмечено всего 5 видов фототрофов .

Доминировали ЦБ. При этом численность доминанта в пленке «цветения» БЦБ Ркогт1с1тт ипстаШт достигала 153,1±27,4 млн. клеток/см^, суммарная длина нитей ЦБ составила 638 м/см^ (рисунок 4). Численность клеток в почвенных пробах (слой 0-5 см) - 5,1±0,4 млн. клеток/г почвы .

–  –  –

В пленках «цветения», взятых весной в районе ТЭЦ-5, видовое разнообразие было представлено 25 видами (рисунок 2). Общая численность клеток ЦБ и водорослей составила 22,2±1,7 млн. клеток/см^ почвы .

Преобладали ЦБ с численностью до 1б,0±],1 млн. клеток/см^ почвы. Видовой состав осенних биопленок, как и в районе ОЦМ, был беднее по сравнению с весенними пробами и включал всего 8 видов, доминировали ГЦБ - Nostoc commune и Microchaete teera. Численность составила 93,12±7,0 млн .

клеток/см^, количественные показатели водорослей в слое 0-5 см — 11,3±0,7 млн. клеток/г почвы .

–  –  –

Рисунок 4 - Длина нитей ЦБ группировок позднеосеннего «цветения» почвы в промыпшенной зоне г. Кирова Почвенные водоросли транспортной зоны г. Кирова. В транспортной зоне г. Кирова выявлено 76 видов и разновидностей почвенных водорослей, в том числе Cyanobacteria - 31 вид и разновидность (41%), Bacillariophyta видов и разновидностей (13%), Xanthophyta - 4 вида (5%), Eustigmatophyta вида (4%), Chlorophyta - 27 видов и разновидностей (36%), Euglenophyta вид (1%). Как и в промышленной зоне, более богатое, видовое разнообразие имеют представители отделов Cyanobacteria и Chlorophyta, вместе они образуют 77% общего видового состава водорослей. Комплекс доминирующих видов составляли представители 3 отделов: Cyanobacteria - Phormidium autumnale, Ph. Ъогуапит, Microcoleus vaginatus, Leptolyngbya frgida, L. foveolarum; Bacillariophyta - Navcula pelliculosa, Hantzschia amphioxys, Luticula mutica, L. nivalis и Chlorophyta - Bracteacoccus minor, Chlorella vulgaris, Соссотуха confluens, Stichococcus minor, S. chodatii .

Формула экобиоморф: PisChis Х1зВ1оСр7С5НзМ2агпрЬ2 .

С целью изучения влияния выбросов автотранспорта на видовой состав почвенных водорослей и ЦБ проведен отбор почвенных образцов на разном расстоянии от полотна дороги (0-10 м; 10-20 м; 30-40 м). Наблюдалась тенденция уменьшения количества видов фототрофов по мере удаления от дороги (таблица 1). Численность клеток фототрофов в слое 0-5 см, отобранных на разном расстоянии от полотна дороги, изменялась от 3,9±0,6 до 0,3±0,0 млн .

клеток/г почвы .

Таблица 1 - Изменение видового состава почвенных водорослей по мере удаления от Расстояние от дороги, м Всего видов Отделы 10-20 30-40 0-10 Cyanobacteria Bacillariophyia Chlorophyta 10 Xanthophyta+Eustigmatophyta Всего 28 26 41 В осенних биопленках цветения доминирующее положение занимали ЦБ и диатомовые водоросли, численность фототрофов составляла от 6,9±1,9 до 31,0±9,0 млн. клеток/см^ почвы .

Почвенные водоросли селитебной зоны г. Кирова. В селитебной зоне г. Кирова обнаружено 72 вида и разновидности почвенных водорослей, в том числе Cyanobacteria — 32 вида и разновидности (44%), Bacillariophyta - 12 видов и разновидностей (17%), Xanthophyta - 4 вида (5%), Eustigmatophyta — 2 вида (3%), Chlorophyta - 22 вида и разновидности (31%). Доминирующий комплекс составили ЦБ — Phormidium autumnale, Ph. boryanum, Pseudanabena catenata, Microcoleus vaginatus и диатомовые водоросли — Navcula pelliculosa, Ntzschia palea .

Формула экобиоморф: Р2оСЬ1зВпХ8Ср7С4НзМ2Ьус1г2атрЬ2 .

Почвенные водоросли рекреационной зоны г. Кирова. В рекреационной зоне г. Кирова обнаружен 101 вид и разновидность почвенных водорослей, в том числе Cyanobacteria - 33 вида и разновидности (33%), Baclariophyta - 10 видов и разновидностей (10%), Xanthophyta - 13 видов (13%), Eustigmatophyta - 4 вида (4%), Chlorophyta - 41 вид и разновидность (40%). Доминирующее положение в альгогруппировках занимали представители отделов Cyanobacteria и Chlorophyta, вместе их доля составила 73%. Однако преобладающая роль принадлежит зеленым водорослям, типичным представителям лесных экосистем (Алексахина, Штина, 1984). По сравнению с другими зонами г. Кирова довольно разнообразными оказались в рекреационной зоне представители Xanthophyta и Eustigmatophyta.

Комплекс доминирующих видов разнообразен и включает представителей 3 отделов:

Cyanobacteria - Leptolyngbya foveolarum, Microcoleus vagimtus, Phormidium autumnale, Ph. botyanum, Ph. formosum, Nostoc punctiforme, Cylindrospermum licheniforme, C. michailovskoense; Bacillariophyta - Hantzschia amphioxys;

Chlorophyta - Chlamydomonas gloeogama, Bracteacoccus minor, Chlorella vulgaris .

Формула экобиоморф: X22Pi7Chi6Ci3CFi2BioH7M2hydriamphi .

Глава 4 . Экологическая оценка почв г .

Кирова методами альгоиндикации, химического анализа и биотестирования Оценка состояния почв г. Кирова методами альгоиндикации В почвах г. Кирова обнаружен 141 вид и разновидность почвенных водорослей, относящихся к 6 отделам, 9 классам, 25 порядкам, 44 семействам, 62 родам (таблица 2). Это составляет 23% от общего числа видов, известных для почв Кировской области и 13% для почв России (Штина, 1997) .

Число таксонов Видов и Отдел Родов Видов Семейств Порядков Классов разновидностей Cyanobacteria Chlorophyta Xanthophyta Eustigmatophyta Bacillariophyta I I 1 Euglenophyta Всего 9 К числу ведущих порядков общей альгофлоры г. Кирова относятся Oscillatoriales (30 видов и разновидностей или 21% от общего числа), Nostocales (24 вида и разновидности или 17% от общего числа), Уо1уоса1е5 (13 или 9%), Мау1си1а1е5 (12 или 8,5%), СЫогососса1ез (10 или 7,1%). На долю перечисленных порядков приходится 62,6% от общего видового разнообразия почвенных водорослей г. Кирова. Лидирующее положение представителей порядка 05с!11а1опа1ез в зональных почвах степей показано в работах Г. Г. Кузяхметова (2006) .

В систематическом спектре альгофлоры почв г. Кирова лидирующие позиции занимают семейства Phormidiaceae, ^озЮсасеае, Pseudanabaenaceae и Chlamydomonadaceae .

к ведущим по числу видов родам общей альгофлоры можно отнести следующие: Ркопп1сИит (19 видов и разновидностей или 13,5% от общего числа), СЫатус1отопа8 (13 или 9,2%), Leptolyngbya (8 или 5,7%), ЬШ1со1а, 5Нскососси5 и ПеигосМопз (по 5 или 3,5%) .

Показатель степени аридности (соотношение СуапоЬас1епа / Chlorophyta) для общей урбанофлоры г. Кирова составляет 1,0, что свидетельствует об утрате зональных лесных черт. Увеличение доли СуапоЬас1епа по сравнению с СЫогорЬу1а отмечается для промышленной, транспортной и селитебной зон г .

Кирова, показатель степени аридности для которых составляет 1,4; 1,2; 1,5 соответственно, что является характерной чертой альгофлоры степных почв (Кузяхметов, 2006). Для рекреационной зоны данный показатель равен 0,8, что соответствует альгофлоре лесных почв (Кузяхметов, 2006). Пропорции общей флоры города составляют: в/р=2,3; в/с=3,2; р/с=1,4 .

При анализе экобиоморфной структуры общей альгофлоры почв города лидирующее положение занимают Р-, Х- и СЬ - формы (рисунок 5) .

–  –  –

0,6-А В В С Рисунок 6 - Кластер сходства видового состава альгофлор г. Кирова Примечание: по вертикальной оси - значения коэффициентов Съеренсена-Чекановского; по горизонтальной оси - альгофлоры: Л - промышленная зона, В - транспортная зона, С рекреационная зона, О - селитебная зона .

Анализ значений коэффициента ранговой корреляции Спирмена (р^), рассчитанный по числу видов в 11 ведущих семействах, обнаружил существенные колебания в пределах от 0,41 до 0,97 .


Данный разброс значений свидетельствует о неравномерности распределения видов по семействам в исследуемых объектах. Сравнение значений коэффициента ранговой корреляции Спирмена показало, что самыми близкими по флористическим спектрам оказались альгофлоры селитебной и транспортной зон (р^ = 0,97), а также транспортной и промышленной зон (р^ = 0,96). В наименьшей степени сходны между собой альгофлоры промышленной и рекреационной зон (р8 = 0,41). На основании матрицы коэффициентов ранговой корреляции Спирмена для ведущих семейств методом корреляционных плеяд П. В. Терентьева был построен дендрит, отражающий достоверные корреляционные связи между альгофлорами исследуемых участков (рисунок 7) .

В дендрите, построенном способом «максимального корреляционного пути», при повышении уровня связи выделилась одна корреляционная плеяда. Данная плеяда объединяет альгофлоры промышленной (А), транспортной (В) и селитебной зон (О). Максимальный коэффициент корреляции отмечается между альгофлорами транспортной и селитебной зон (р^ = 0,97). Выделенная плеяда имеет структуру «цепь», которая отражает высокий уровень связей (Шмидт, 1984). Альгофлора рекреационной зоны (С) дивергирует от общей плеяды, так как достоверное сходство флористических спектров с общей плеядой при выбранном уровне значимости 0,523 отсутствует .

0,52

–  –  –

Таким образом, сравнительный анализ исследуемых функциональных зон показал существенное сходство альгофлоры пpo^fьraIлeннoй, транспортной и селитебной зон. В наименьшей степени с исследуемы.ми функциональными зонами сходна альгофлора рекреационной зоны, которая сохранила некоторые характерные зональные особенности .

Оценка состояния почв г. Кирова методами химического анализа. В изученных нами почвах г. Кирова отмечается высокое значение рН солевой вытяжки, которое варьирует от 7,1 до 7,9, в то время как для дерновоподзолистых почв Кировской области характерна кислая реакция (рНкс1 в среднем составляет 4,8), в ненарушенных дерново-карбонатных почвах г. Кирова рН варьирует от 6,0 до 7,2 (Тюлин, 1976). Содержание гумуса в городских почвах колеблется от 5,9% до 13,3%, что выше значений, характерных для ненарушеш1ых дерново-подзолистых и дерново-карбонатных почв г. Кирова .

В почвах на городских перекрестках валовые концентрации тяжелых металлов не превышают ОДК, однако содержание подвижных соединений довольно высокое: 2п - до 2 ПДК, Си - до 2,6 ПДК, N1 - до 1,6 ПДК, РЬ - до 1,2 ПДК (таблица 3). Суммарный показатель техногенного загрязнения (2с) закономерно снижается по мере удаления от полотна дороги (от 4,8 на расстоянии 1 м от дороги до 2,8 на расетояшш 40 м от дороги). Абсолютные значения Ъс соответствуют низкому уровню загрязнения. Несмотря на то, что коэффициент техногенного загрязнения тяжелыми металлами постепенно уменьшается, концентрации отдельных тяжелых металлов (гп, РЬ) не всегда закономерно снижаются по мере удаления от дороги, чем можно объяснить более высокое видовое разнообразие почвенных водорослей и ЦБ вблизи дорожного полотна (0-10 м) по сравнению с более дальним расстоянием (30-40 м) .

Таким образом, видовое разнообразие почвенных водорослей и ЦБ вблизи автотранспортных магистралей не ли^штиpyeтcя химическим загрязнением, большую роль играют природные факторы, такие как влажность, освещенность, проективное покрытие травяного полога .

–  –  –

Примечание: жирным шрифтом выделены показатели, превьгагающие ПДК и ОДК;

1 - 4 - перекресток ул. Московской и ул. Производственной на расстоянии 1 м, 5 м, 15 м, 30 м от полотна дороги соответственно;

5 - 7 - перекресток ул. Профсоюзной и ул. Карла Маркса на расстоянии 0-10 м, 10-20 м, 30-40 м от дороги соответственно;

8 - 10 - перекресток ул. Профсоюзной и Октябрьского проспекта на расстоянии 0-10 м, 10-20 м, 30-40 м от дороги соответственно;

П и 12 - район Биохимического завода;

П - подвижная форма (мг/кг), В - валовая форма (,мг/кг), П/В - соотношение подвижных и валовых форм (%), Сф - фоновая концентрация (мг/кг), Zc - суммарный показатель техногенного загрязнения .

Оценка состояния почв г. Кирова методами бнотестирования. Оценка степени токсичности почв различных зон г. Кирова с помощью ЦБ рода Моз1ос показала, что различные виды ностока обладают различной степенью чувствительности по отнощению к химическим компонентам почвенной вытяжки, и что уровень токсичности почвы в разных зонах города различен (таблица 4). Наиболее чувствительным тест-организмом является N. тизсогит, у которого отмечена повышенная гибель клеток в почвенной вытяжке района БХЗ вплоть до 98,19% .

Таблица 4 - Гибель клеток цианобактерий р. Мо51ос в почвенной вытяжке из различных зон

–  –  –

Примечание: жирным шрифтом выделены показатели, превьпдающие ПДК и ОДК, показатели, свидетельствующие о токсичности пробы; - исследования не проводили .

Оценка почв г. Кирова методами химического анализа и биотестирования позволила установить, что наиболее загрязненной является транспортная зона г. Кирова. Таким образом данные альгологического анализа почв г. Кирова подтверждаются результатами химического анализа и биотестирования .

Транспортная нагрузка оказывает негативное воздействие на развитие желтозеленых водорослей, являющихся индикаторами чистых почв. В транспортной зоне видовое разнообразие желтозеленых водорослей составляет 9%, в рекреационной - 17% .

ВЫВОДЫ

1. Альгофлора почв г. Кирова достаточно разнообразна и представлена 141 видом, относящимся к 6 отделам (Cyanobacteria, Bacillariophyta, Xanthophyta, Eustigmatophyta, Chlorophyta и Euglenophyta), 9 классам, 25 порядкам, 44 семействам, 62 родам. Основу альгофлоры составляют представители отделов Cyanobacteria и Chlorophyta. Толерантность к техногенной нагрузке проявляют: Phormidium botyanum, Ph. autumnale, Leptolyngbya foveolarum, Microcoleus vaginatus (Cyanobacteria); Stichococcus minor, Chlorella vulgaris, Chlamydomonas gloeogama (Chlorophyta); Hantzschia amphioxys, Navicula mutica, N. nivalis, N. pelliculosa (Bacillariophyta) .

Экологический анализ альгофлоры по жизненным формам указал на преобладание в рекреационной зоне водорослей X-, Ch- и Р-форм, а в промышленной и транспортной зонах - Р, Ch, и В-форм .

2. Наблюдается сходство альгофлоры почв промышленной, транспортной и селитебной зон г. Кирова. В альгогруппировках доминируют представители отделов Cyanobacteria и Chlorophyta. По уменьшению видового разнообразия фототрофов исследуемые функциональные зоны города располагаются в следующем порядке: рекреационная зона — промышленная зона - транспортная зона - селитебная зона .

3. Сравнительный анализ видового состава альгофлор выявляет наличие одного кластера, включающего альгофлоры промышленной, транспортной и селитебной зон г. Кирова. Максимальный уровень сходства внутри данного кластера (Ksc = 0,7) обнаруживают альгофлоры промышленной и транспортной зон. Сравнительный анализ с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена показал, что самыми близкими по флористическим спектрам оказались альгофлоры селитебной и транспортной зон (ps = 0,97), а также транспортной и промышленной зон (рз = 0,96). В наименьшей степени сходны между собой альгофлоры промышленной и рекреационной зон (р. = 0,41) .

4. Численность фототрофов в почвах города находится в пределах от 0,3 до 11,3 млн. клеток/г почвы. Плотность популяций водорослей и цианобактерий при «цветении» почв составляет от 7 до 194 млн. клеток/см почвы, доминируют цианобактерии, составляя 79-98% их численности .

Видовой состав и численность фототрофов при «цветении» городских почв является информативной характеристикой их экологического состояния .

5. Экологическая оценка почв методами биотестирования показала, что по индексу токсичности почва в ряде районов промышленной зоны является сверхтоксичной по тестированию с помощью цианобактерии Nostoc muscorum .

Наиболее чувствительными к антропогенному загрязнению городских почв являются бактерии тест-системы «Эколюм». Высокие индексы токсичности выявлены для почв городских перекрестков с 1гатенсивной автотранспортной нагрузкой, что подтверждается результатами химического анализа. Валовые концентрации тяжелых металлов не превышают ОДК, однако содержание подвижных соединений довольно высокое: Zn — до 3 ПДК, Си - до 2,6 ПДК, Ni - до 1,6 ПДК, РЬ - до 1,2 ПДК. Содержание нефтепродуктов превышает фоновое значение более чем в 1,5 раза .

СПИСОК о с н о в н ы х РАБОТ,

ОПУБЛИКОВАННЬК ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ:

1. Ефремова, В. А. Специфика щветения» почвы в техногенных зонах города (на примере г. Кирова) / В. А. Ефремова, Л. В. Кондакова, Л. И. Домрачева, Т. С. Елькина // Теоретическая и прикладная экология. - 2012. - № 2. - С. 82-86 .

2. Ефремова, В. А. Эколого-таксономическая структура альгогруппировок почв г. Кирова / В. А. Ефремова, Л. В. Кондакова // Теоретическая и прикладная экология.-2013,-№2.-С. 61-67 .

3. Ефремова, В. А. Химико-биологическая оценка состояния городских почв / В. А, Ефремова, Е. В. Дабах, Л. В. Кондакова // Сибирский экологический ж у р н а л. - 2 0 1 3. - № 5. - С. 741-750 .

Статьи и материалы в других изданиях:

4. Монография: Альго-хщано-микологические комплексы городских почв / Л. И. Домрачева, Л. В. Кондакова, Ю. Н. Зыкова, В. А. Ефремова // Особенности урбоэкосистем подзоны южной тайги Европейского Северо-Востока. - Киров:

РЬд-воВятГТУ,2012.-С. 120-169 .

5. Висич,-В. А. Альгофлора городских почв / В. А. Висич, Л. В. Кондакова // Экология родного края - проблемы и пути их решения. Матер, третьей областной научно-практической конференции молодежи. -Киров, 2008. - С. 136-137 .

6. Висич, В. А. Почвенные водоросли городских территорий / В. А. Висич, Л В. Кондакова // Экология родного края - проблемы и пути их решения. Матер, четвертой областной научно-практической конференции молодежи. - Киров, 2009 .

- С. 75-76 .

7. Висич, Б. А. Сообщества почвенных водорослей территорий города Кирова / В. А. Висич // Ломоносов — 2009: Ме5едународная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых; тез. докладов. — М.: МАКС Пресс, 2009. — С. 149 .

8. Висич, В. А. Альгофлора почв г. Кирова / В. А. Висич // Матер. XLVII Международной научной студенческой конференции «Студент и научнотехнической професс»: Биология. Новосиб. гос. ун-т. —Новосибирск, 2009. - С. 52 .

9. Висич, В. А. Сообщества водорослей почв г. Кирова / В. А. Висич, Л. В. Кондакова // Экология родного края - проблемы и пути их решения. Матер .

Всероссийской научно-практической конференции молодежи. - Киров: ООО «Лобань», 2010. - С. 73-75 .

10. Висич, В. А. Сообщества водорослей городских почв / В. А. Висич // Матер. ХЬУ1П Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технической прогресс»: Биология. Новосиб. гос. ун-т. -Новосибирск, 2010 .

- С. 79 .

11. Кондакова, Л. В. Флора почвенных водорослей г. Кирова / Л. В. Кондакова, В. А. Висич // Водоросли и цианобактерии в природных и сельскохозяйственных экосистемах: Матер. Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Эмилии Адриановны Штиной, 11-15 октября 2010 г. - Киров: Вятская ГСХА, 2010 .

- С. 177-182 .

12. Фокина, А. И. Содержание нефтепродуктов в почвах г. Кирова / A. И. Фокина, В. А. Висич, А. А. Дымова, Е. И. Лялина, Е. С. Морозова, А. С .

Олькова // Современные проблемы биомониторинга и биоиндикации: Сб. матер .

VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием в 2 частях. Часть 2. -Киров: ООО «Лобань», 2010. -С. 129-133 .

13. Висич, В. А. Оцешса интефальной токсичности почв урбанизированных территорий в острых и хронических экспериментах / В. А. Висич, А. С. Олькова // Экологические проблемы промышленных городов. Сборник научных трудов. Часть 1. - Саратов. Изд-во СГТУ, 2011. - С.36-38 .

14. Висич, В. А. Оценка состояния почв г. Кирова методами биотестирования / В. А. Висич, А. С. Олькова // Экология родного края: проблемы и пути их решения. Матер. Всероссийской молодежной научно-практической конференции молодежи. - Киров: ООО «Лобань», 2011. - С. 203-205 .

15. Ефремова, В. А. Качественные и количественные характеристики «цветения» почв в районах промьшшенных предприятий г. Кирова / B. А. Ефремова, Л. В. Кондакова // Биолопетеский мониторинг природнотехногенных систем: Сб. матер. Всероссийской научно-практической конференции с международным участием в 2 частях. Часть 1. - Киров: ООО «Лобань», 2011 .

- С. 174-177 .

16. Ефремова, В. А. Особенности почвенных альгоценозов в районах промышленных предприятий г. Кирова / В. А. Ефремова, Л. В. Кондакова И Актуальные проблемы биологии и экологии: Матер, докладов ХГХ Всероссийской молодежной научной конференщш (Сыктывкар, Республика Коми, 2-6 апреля, 2012).-Сыктывкар, 2012.-С. 128-130 .

17. Ефремова, В. А. Специфика почвенных альгоценозов в промышленной зоне г. Кирова / В. А. Ефремова // Матер. 50-й Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технической професс»: Биология .

Новосиб. гос. ун-т. - Новосибирск, 2012. - С. 51 .

18. Ефремова, В. А. Влияние автомагистралей на почвенные водоросли урбанизированных территорий / В. А. Ефремова, Л. В. Кондакова // Экология родного края: проблемы и пути их решения. Матер. Всероссийской молодежной научно-практической конференции молодежи с меяодународным участием. Книга 1. - Киров: ООО «Лобань», 2012. - С. 34-36 .

19. Ефремова, В. А. Оценка биологической токсичности городских почв с использованием цианобактерий рода Nostoc / В. А. Ефремова, Т. С. Елькина, Л. В. Кондакова, Л. И. Домрачева // Экологая родного края: проблемы и пути их решения. Матер. Всероссийской молодежной научно-практической конференции молодежи с международным участием. Книга 1. - Киров: ООО «Лобань», 2012 .

- С. 31-33 .

20. Домрачева, Л. И. Биотестирования с использованием цианобактерий / Л. И. Домрачева, Л. В. Кондакова, Т. С. Елькина, В. А. Ефремова, Г. И. Березин, С. С. Злобин, А. Р. Гайфутдинова // Адаптационные реакции живых систем на стрессорные воздействия: Матер. Всероссийской молодежной конференции (Доклады. Лекции. Практические занятия). - Киров: ООО «Лобань», 2012 .

- С. 171-183 .

21. Кондакова, Л. В. Самоорганизация биопленок Nostoc commune — фактор выживания в условиях стресса / Л. В. Кондакова, Л. И. Домрачева, А. И. Фокина, В. А. Ефремова// Актуальные проблемы современной альгологии: Тезисы докладов rV Международной конференщга.-Киев, 2012.-С. 143-144 .

22. Ефремова, В. А. Почвенные водоросли транспортной зоны г. Кирова / В. А. Ефремова, Л. В. Кондакова // Тезисы докладов П (X) Международной Ботанической Конференции молодых ученых в Санкт-Петербурге 11-16 ноября 2012 года. - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2012. - С. 34-35 .

23. Ефремова, В. А, Сезонная динамика почвенных водорослей городск-их территорий / В. А. Ефремова, Л. В. Кондакова // Биодиагностика состояния природных и природно-техногенных систем: Матер. X Всероссийской научнопрактической конференции с международным участием. Книга 2. (г. Киров, 4-5 декабря 2012 г.). - Киров: ООО «Лобань», 2012. - С. 147-150 .

24. Ефремова, В. А. Особенности альгофлоры почв г. Кирова /

В. А. Ефремова, Л. В. Кондакова // Бизнес. Наука. Экология родного края:

проблемы и пути их решения: Матер. Всероссийской научно-практической конференции-выставки экологических проектов с международным участием .

(г.К^ов, 18-20 апреля 2013 г.).-Киров: Изд-во ООО «Веси»,2013.-С. 147-150 .

25. Ефремова, В. А. Почвенные водоросли рекреационной зоны г. Кирова / В. А. Ефремова, Л. В. Кондакова, А. А. Коробой // Бизнес. Наука. Экология родного края: проблемы и пути их решения: Матер. Всероссийской научнопрактической конференции-выставки экологических проектов с международным участием, (г. Киров, 18-20 апреля 2013 г.). - Киров: Изд-во ООО «Веси», 2013 .

- С. 153-156 .

–  –  –






Похожие работы:

«ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ: Директор института Высшая школа электроники и компьютерных наук _Г. И. Радченко 26.04.2017 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА к ОП ВО от 03.11.2017 №007-03-1159 дисциплины ДВ....»

«Бюллетень Союза по сохранению сайгака Saiga News лето 2007: Выпуск 5 Издается на 6-ти языках для информационного обмена по вопросам экологии и охраны сайгака Союз по сохранению сайгака Содержание Союз по сохранению сайгака (SCA) развивается очень б...»

«ВЕРНАДСКИЕ И РОССИЙСКАЯ ДИАСПОРА МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ Москва. 14–15 марта 2013 М.Ю. Сорокина МЕЖДУ СОВЕТСКОЙ МЕТРОПОЛИЕЙ И РОССИЙСКОЙ ДИАСПОРОЙ: НЕЮБИЛЕЙНЫЕ ЗАМЕТКИ О НАСЛЕДИИ СЕМЬИ ВЕРНАДСКИХ 14–15 марта 2013 г. в Доме русского зарубежья...»

«Инженерный вестник Дона, №4, ч.2 (2014) ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p2y2014/2646 Экспериментальная установка для исследования способности управления ультразвуковым пучком при его прохождении через слоистые среды Е.Г...»

«1 стр. № п/п Содержание Федеральный компонент государственного стандарта общего образования 4 1. Пояснительная записка 1.1. ФК ГОС в контексте модернизации российского образования. Структура федерального компонента государственного стандарта общего образования Цели Обязательный минимум содержания Требо...»

«Конспект непосредственно образовательной деятельности по экологическому воспитанию старших дошкольников "Редкие животные Кольского полуострова". Подготовила Посаженникова Екатерина Андреевна, воспитатель МБДОУ № 50, г. Мурманск. Цель: формирование экологических представлений у старших дошкольников о природном мире...»

«И.Рудаков доктор медицинских наук директор по науке А.Голубков кандидат химических наук главный технолог Е.Аксенова начальник отдела развития БИБЛИОТЕКА ДИСТРИБЬЮТОРА ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО Биологически активные добавки кПРОДУКЦИИ СПРАВОЧНИК ПО пище (БАД) От авт...»

«Серия "ЧУЖЕРОДНЫЕ ВИДЫ РОССИИ" РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова Секция инвазий чужеродных видов Комиссии РАН по сохранению биологического разнообразия Программа фундаментальных исс...»

«https://otvet.com.ru/kak-zimuet-lisa.html Как зимует лиса? Как зимует лиса? загрузка. Лиса в отличии от медведя зимой не спит, а бодрствует, охотится и готовится к рождению потомства. Зимой лиса питаетс...»




 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.