научная статья по теме ДИАТОМОВЫЕ ВОДОРОСЛИ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ ЮЖНОГО УРАЛА Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ДИАТОМОВЫЕ ВОДОРОСЛИ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ ЮЖНОГО УРАЛА»

ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2014, № 1, с. 65-73

_ ОРИГИНАЛЬНЫЕ _

СТАТЬИ

УДК 582.232/.275-152.6

ДИАТОМОВЫЕ ВОДОРОСЛИ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ

ЮЖНОГО УРАЛА

© 2014 г. А. И. Фазлутдинова

Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы 450000 Уфа, ул. Октябрьской революции, 3а E-mail: alfi05@mail.ru Поступила в редакцию 15.01.2013 г.

На примере Южного Урала впервые показано распределение Bacillariophyta в разных типах леса по десяти ботанико-географическим районам Республики Башкортостан. Рассмотрено влияние природно-географических особенностей территории и типа растительности на видовой состав диатомовых водорослей. Группировки диатомовых водорослей в почвах под разными типами леса отличались по видовому составу и числу видов. Выявлено значительное сходство доминирующих комплексов диатомовых водорослей изученных местообитаний, а также приуроченность отдельных таксонов диатомовых водорослей к определенным типам леса.

Лесные экосистемы, видовой состав Bacillariophyta, Южный Урал.

Лесные экосистемы, выполняя различные функции в биосфере, играют огромную роль в сохранении экологического равновесия в окружающей среде. Леса являются составной частью растительности Республики Башкортостан (РБ). Общая площадь земель республики, занятая лесами, в 2011 г. составила 6.3 млн. га (44.1% площади РБ) [2]. Башкортостан географически сложная территория, занимающая значительную часть Южного Урала, прилегающие к нему равнины Предуралья и возвышенно-равнинную полосу Зауралья. Это объясняет большое разнообразие физико-географических, геоморфологических и климатических условий, почвообразующих пород, типов растительности. Формирование высокого флористического разнообразия в РБ связано с влиянием целого ряда природно-исторических и антропогенных факторов. Горный рельеф местности позволяет на ограниченной территории сочетаться разным биомам - от горных тундр и бореальных лесов до широколиственных лесов и степей. На состав флоры особенно сильное влияние оказали колебания климата в голоцене и положение республики на стыке Европы и Азии. Значительный ущерб возобновимым ресурсам нанес процесс урбанизации, который, начиная со второй половины XX в. на Южном Урале протекает довольно активно. За последнее столетие значительно сократилась площадь лесов, особенно в предгорных районах

Предуралья, произошла смена ценных пород, таких как сосна, ель и дуб на малоценные - березу, липу, осину [14].

Одним из компонентов лесных экосистем являются диатомовые водоросли [1, 8-10, 16, 21]. Хотя в лесах диатомеи отличаются незначительным видовым разнообразием, но по численности и биомассе они могут занимать лидирующие позиции. Как и другие почвенные микроорганизмы, диатомовые водоросли подвержены сильнейшему давлению антропогенных факторов [5, 11]. Многолетние исследования видового состава водорослей в условиях антропогенного воздействия [7, 15] свидетельствуют о формировании новых водорослевых сообществ, которые по флористическому составу отличаются от зональных. Об этом свидетельствует также высокая чувствительность отдельных видов диатомовых водорослей к воздействию факторов внешней среды [17].

Для понимания особенностей любой экосистемы существенное значение имеет оценка флористического богатства. Известно, что распространение отдельных видов, и соответственно, состав водорослей обусловлены не только историческими причинами, но и особенностями среды обитания. Диатомовые водоросли имеют широкое географическое распространение, однако для развития большинства из них требуются определенные условия влажности, рН, температуры,

содержания минеральных веществ и другие факторы. Так, группировки диатомовых водорослей в почвах под разными типами лесов могут отличаться по видовому составу, числу и комплексу доминирующих видов. Также видовое разнообразие диатомовых водорослей зависит от природно-климатических особенностей исследуемой территории. Принимая во внимание вышесказанное, мы впервые провели сравнительный анализ видового разнообразия сообществ диатомовых водорослей лесных фитоценозов на территории РБ. Целью данной работы послужило изучение качественных и количественных характеристик сообществ диатомовых водорослей разных типов лесов по десяти ботанико-географическим районам РБ. В соответствии с целью нами были поставлены следующие задачи: составить список видов и внутривидовых таксонов диатомовых водорослей исследованных районов; проанализировать состав сообществ диатомовых водорослей в зависимости от типа фитоценоза, а также в условиях усиления и ослабления развития видов-эдификаторов (лесопокрытые участки и лесные поляны), на примере района светлохвойных лесов центральной части Южного Урала; выделить группы часто встречающихся и доминирующих видов и внутривидовых таксонов.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

В настоящее время на территории РБ выделяют четырнадцать ботанико-географических районов [14]. Такое разделение является достаточно обобщенным, однако позволяет получить представление о разнообразии природных условий, оказывающих существенное влияние на формирование естественных фитоценозов.

Объектами исследования послужили почвенные диатомовые водоросли лесных экосистем десяти ботанико-географических районов РБ (рис. 1). Районы исследования относятся к Башкирскому Предуралью и Южному Уралу, отличаются друг от друга по рельефу, климату и растительности. Материалом для работы послужили 78 смешанных почвенных проб (каждая из 5 индивидуальных образцов). Отбор проб и анализ видового разнообразия осуществлялся классическими в почвенной альгологии методами [18]. Техническую подготовку проб проводили по общепринятой методике [4], створки от протопластов очищались путем кипячения в концентрированной азотной кислоте. Для изготовления препаратов очищенные створки помещяли в смолу КарИгах™ [19]. Для оценки обилия видов использовали модифицированную пятнадцатибальную шкалу, разрабо-

танную Р.Р. Кабировым и И.И. Шиловой [6]. Степень обилия оценивали следующим образом: 1-3 особи данного вида на трансекте - 1 балл; 4-10 особей - 2 балла; более 10 особей на трансекте - 3 балла. После просмотра пяти трансект для каждого вида рассчитывали суммарное значение баллов обилия на стекле обрастания. Виды, набравшие 14-15 баллов, принимали за доминант.

Для видовой идентификации таксонов диатомовых водорослей использовали отечественные и зарубежные определители [3, 20, 22-26]. Определение проводили с использованием иммерсионного объектива 100 при увеличении 1000. Работа выполнялась на световом микроскопе Zeiss Axio Imager.

Для характеристики сообществ диатомовых водорослей применялся коэффициент встречаемости, по которому устанавливается роль отдельных видов и внутривидовых таксонов в группировках диатомовых водорослей и оценивается степень их однородности и специфичности, а также коэффициент сходства флористического состава Съерен-сена - Чекановского, рассчитанный с помощью программного модуля "Graphs" [12].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Полученные результаты показали довольно низкое видовое разнообразие сообществ почвенных диатомовых водорослей исследованных территорий (табл. 1). Всего выявлено 19 видов и внутривидовых таксонов, относящихся к 4 порядкам: Naviculales (12 таксонов, 63%), Bacillariales (4 таксона, 21%), Thalassiophysales (2 вида, 11%) и Cymbellales (1 вид, 5%) и 7 семействам. Ведущую роль в таксономической структуре играли представители следующих семейств: Naviculaceae (6), Bacillariaceae (4) и Diadesmidiaceae (3), которые составили 68% от общего числа видов.

Больше всего видов (13) выявлено во вторичном осиново-березовом лесу в Забельском районе широколиственных лесов, что составляет 68% от общего числа видов. В березовом лесу в районе широколиственно-темнохвойных лесов Уфимского плато и в смешанном широколиственном лесу лесного и лесостепного районов Зилаирско-го плато обнаружено по 12 видов (63%), во вторичном березовом лесу в Предуральском степном районе - 11 видов (58%). Наименьшее число видов - 7 (37%) - обнаружено в хвойном лесу Яман-тауского района темнохвойных лесов и высокогорной растительности и в сосновом лесу района светлохвойных лесов центральной части Южного Урала. Остальные исследованные районы по видовому разнообразию занимали промежуточное

Рис. 1. Расположение пробных площадок в системе ботанико-географического районирования Республики Башкортостан. 1 - Забельский район широколиственных лесов, 2 - район широколиственно-темнохвойных лесов Уфимского плато, 3 -северо-восточный лесостепной и лесной район, 4 - Предбельский лесостепной район, 5 - Белебеевская возвышенность, 6 - Предуральский степной район, 7 - Ямантауский район темнохвойных лесов и высокогорной растительности, 8 - район широколиственных лесов западного макросклона Южного Урала, 9 - район светлохвойных лесов центральной части Южного Урала, 10 - лесной и лесостепной район Зилаирского плато.

положение, число видов и внутривидовых таксонов варьировало от 8 до 9 (42-47%). Число видов в пробах колебалось в пределах от 7 до 13 (в среднем 9) при сумме баллов обилия от 42 до 113 (в среднем 67) (рис. 2).

Высокий показатель встречаемости (80-100%) был отмечен для следующих таксонов диатомовых водорослей: Hantzschia amphioxys var. capitata, H. amphioxys, Navícula minuscula var. muralis, Luticola cohnii, L. mutica и Nitzschia palea.

Низкий показатель встречаемости (30% и ниже) имели Gomphonema parvulum, Navicula cincta, N. pelliculosa, .Amphora delicatissima, A. ovalis, Pinnularia borealis, P. subborealis, Stauroneis anceps.

Проведенный анализ флористического богатства диатомовых водорослей ботанико-географи-ческих районов РБ свидетельствует об общих закономерностях формирования альгофлоры региона. Сходство заключается в том, что веду-

Таблица 1. Диатомовые водоросли лесных формаций ботанико-географических районов РБ

Наименование ботанико-географичес-кого района Тип фитоценоза Климатические условия района Тип почвы Видовой состав

Забельский район широколиственных лесов Вторичный лес, представленный осиной и березой Климат умеренно теплый. Среднегодовое количество осадков - 500 мм, среднегодовая

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком