научная статья по теме ПОЧВЕННЫЕ И ЭПИФИТНЫЕ ЦИАНОПРОКАРИОТЫ И ВОДОРОСЛИ ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ПОЧВЕННЫЕ И ЭПИФИТНЫЕ ЦИАНОПРОКАРИОТЫ И ВОДОРОСЛИ ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ»

ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2014, № 6, с. 25-30

_ оригинальные _

статьи

УДК 630.181:582.26.

почвенные и эпифитные цианопрокариоты и водоросли широколиственных лесов при различной степени антропогенной нагрузки

© 2014 г. и. е. дубовик, М. Ю. шарипова, н. г. Смирнова

Башкирский государственный университет (БАШТУ) 450076 Уфа, ул. Заки Валиди, д. 32

E-mail: dubovikie@mail.ru Поступила в редакцию 11.11.2013 г.

Дана сравнительная характеристика таксономической и экологической структуры цианопрока-риотно-водорослевых ценозов в почвах и на коре деревьев в широколиственных лесах при различной степени антропогенной нагрузки. Выявлено 269 видовых и внутривидовых таксонов циано-прокариот и водорослей, в почве - 232, на коре деревьев - 141. Показано, что изученные лесные сообщества характеризовались довольно высоким биоразнообразием ЦВЦ.

Почвенные и эпифитные цианопрокариоты, водоросли, широколиственные леса, антропогенная нагрузка.

ВВЕДЕНИЕ

Леса являются весьма важной частью растительности и оказывают огромное воздействие на экологическое состояние природных комплексов. Почвенные и эпифитные цианопрокариоты и водоросли представляют собой существенный и недостаточно изученный компонент автотрофного блока лесов, связанный сложными взаимодействиями с высшими растениями [1, 5, 6, 10, 11, 14].

Одна из актуальных проблем современной биологии - разработка подходов к сохранению и рациональному использованию биологического разнообразия в условиях усиления роли антропогенных факторов. Особенно это касается территорий, которые непосредственно прилегают к крупным промышленным городам, а также парков и лесов, которые испытывают повышенную рекреационную нагрузку.

В связи с этим целью наших исследований послужило выявление особенностей цианопрока-риотно-водорослевых ценозов (ЦВЦ) сообществ широколиственных лесов, а также определение антропогенного влияния на их биоразнообразие.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Изучение биоразнообразия ЦВЦ проводилось на трех стационарных участках лесных сообществ, которые относятся к одной ассоциации

растительности - Aegopodiopodagrariae - Tilietum cordatae Schubert et al., 1979, однако характеризуются разной степенью нарушенности [13].

Стационарные площадки: участок 1 - лес возле пос. Иглино Иглинского района Республики Башкортостан (контрольные древостои, первая стадия дигрессии), 2 - лес возле микрорайона ИНОРС г. Уфы и 3 - лес возле оз. Ближнее в г. Уфе (два последних участка подвержены рекреации и аэротехногенному загрязнению, находятся соответственно на третьей и четвертой стадиях дигресии). На стационарных участках пробы отбирали ежегодно с 2007 по 2010 гг., а также дополнительно в течение вегетационного периода 2009 г.: в мае, июле и сентябре.

Отбор проб осуществляли с использованием общепринятых в альгологии методов [5, 6]. Доминантные виды деревьев на стационарных участках - липа сердцелистная (Tilia cordata Mill.) и дуб черешчатый (Quercus robur L.). При отборе почвенных проб выделялись биогеоценотические парцеллы в соответствии в методическими приемами, изложенными в работах Н.В. Дылиса [9]. На первом участке выделена парцелла дубово-липово снытевая, на втором - дубово-крапивно-снытевая, на третьем - дубово-мертвопокровная. Почвы на всех участках серые лесные.

Изучено горизонтальное и вертикальное распределение ЦВЦ. Горизонтально пробы брались

26

ДУБОВИК и др.

на расстоянии 0, 30 и 80 см от ствола дерева из горизонта 0-15 см. По вертикали пробы отбирались через каждые 5 см, начиная от поверхности почвы и до глубины 50 см. Всего собрано и проанализировано 330 почвенных проб.

Пробы коры отбирали с тех стволов древесных растений, на которых невооруженным глазом были заметны макроскопические разрастания цианопрокариот и водорослей, на высоте 0, 70 и 150 см от поверхности почвы. При сборе были соблюдены все требования методики [5]. Собрано и проанализировано 135 проб.

При идентификации эпифитных ЦВЦ использован метод чистых и накопительных культур в колбах Эрленмейера с жидкой средой Громова № 6. Проведено прямое микроскопирование разрастаний [14], а также осуществлен посев измельченной коры на агаризованную среду Громова № 6 в чашках Петри [15].

Для оценки обилия почвенных водорослей использовались чашечные и водные культуры со стеклами обрастания, применялась 3-балльная шкала.

Идентификацию видов водорослей проводили по соответствующим определителям и таксономическим сводкам [2, 5, 16-18].

Для характеристики флоры ЦВЦ учитывались признаки, которые используются для описания фитоценозов [15]: видовой состав, доминантные виды, встречаемость отдельных видов или групп водорослей и цианопрокариот на стеклах обрастания, специфические виды. Для флористического анализа ЦВЦ учитывали ведущие по числу видов семейства и роды. В работе использован коэффициент сходства видового состава флор Серенсена и встречаемость (постоянство) видов ЦВЦ в пробах.

Эколого-фитоценотическая организация ЦВЦ оценивалась с помощью состава экобиоморф (жизненных форм) [1, 14]. Степень нарушенно-сти изучаемых участков лесов определяли по коэффициенту рекреационной нагрузки [13].

По аэротехногенному загрязнению ключевые участки различались следующим образом: первый (контрольный) расположен в 50 км от источников нефтехимического загрязнения, второй и третий участки находятся в 5 и 2 км от промышленной зоны - группы нефтеперерабатывающих заводов в г. Уфа с высоким уровнем аэротехногенного загрязнения окружающей среды. Средний уровень загрязнения воздушными выбросами в виде различных углеводородов на участках 2 и 3 составляет 2.8 ПДК.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

За весь период исследований сообществ широколиственных лесов нами было выявлено сравнительно довольно высокое биоразнообразие цианопрокариот и водорослей. Всего идентифицировано 269 видов (табл. 1). Ведущим отделом является Chlorophyta (44% от всех найденных видов), на втором месте - Cyanoprokaryota (38%). Далее следуют Xanthophyta (11%), Bacillariophyta (5%) и Euglenophyta, представленый двумя родами (Euglena и Phacus) и шестью видами, что составляет лишь 2%.

Наиболее часто в почве встречались следующие виды: Trichormus variabilis (Kutzing ex Bornet) et Flahault Komarek (85%), Chlorella vulgaris Beijer. (81%), Chloroccocum infusionum Schrank. (80%), Leptolyngbya foveolarum (Mont. ex Gom.) Anagn. (80%), Jaaginema pseudogeminatum (G. Schmid) Anagn. et Kom. (72%), Nostoc muscorum Kutzing ex Bornet et Flahault (72%), Chlamуdomonas elliptica Korsch. (75%), Ch. glоеоgama Korsch. (76%). Разрастания эпифитных водорослей в основном формировали Desmococcus, Trentepohlia, часто им сопутствовали Trebouxia, Stichococcus, Klebshormidium, что совпадает с результатами, полученными другими исследователями [5, 7, 8, 10, 11].

Обнаруженные виды цианопрокариот и водорослей по классификации Э.А. Штиной [1, 14] можно отнести к следующим жизненным формам:

Ch-форма: одноклеточные и колониальные зеленые и частично желтозеленые водоросли, обитающие в толще почвы, но при благоприятной влажности дающие разрастания и на поверхности почвы. Эти виды отличаются исключительной выносливостью к различным экстремальным условиям и обычно обозначаемые как убиквисты. Название происходит от родов Chlorella, Chlorococcum;

С-форма включает одноклеточные, колониальные или нитчатые формы, которые могут образовать обильную слизь. В пределах этой жизненной формы выделена CF-форма, включающая микроскопические талломы азотфиксирующих циано-прокариот: Nostoc, Anabaena, Cylindrospermum, способных давать слизистые разрастания на поверхности почвы;

X-форма - одноклеточные желтозеленые (название от Xanthophyta) и другие (зеленые и циано-прокариоты), живущие среди почвенных частиц, теневыносливые, но неустойчивые против засухи и экстремальных температур;

ПОЧВЕННЫЕ И ЭПИФИТНЫЕ ЦИАНОПРОКАРИОТЫ И ВОДОРОСЛИ...

27

Таблица 1. Таксономический спектр цианопрокариотно-водорослевых ценозов на территории широколиственного леса

Число Отдел Всего

Cyanopro-каху^а Chlorophyta ВасШатю-phyta Xanthophyta Euglenophyta

Классов 1 2 1 2 1 7

Порядков 4 8 2 3 1 18

Семейств 9 19 6 9 1 44

Родов 31 55 9 17 2 114

Всего видов и внутриви- 103 117 14 29 6 269

довых таксонов*

В табл. 1-3 термин "вид" включает также внутривидовые таксоны.

Р-форма - нитевидные цианопрокариоты (Phormidium, Р1ес^пета), не образующие значительной слизи. Большинство из них - типичные ксерофиты, преобладающие в аридных почвах. Сюда относятся некоторые азотфиксирующие виды, обозначаемые как PF-форма;

М-форма - цианопрокариоты в виде более или менее слизистых нитей, образующие макроскопически заметные корочки или дерновин-ки на поверхности почвы (Microcoleus - отсюда название, Schizothrix, Hydrocoleus). Отличаются исключительной засухоустойчивочтью и теплостойкостью;

№-форма - виды рода Nostoc, образующие наземные макроскопические талломы;

атр^форма - достаточно часто встречаются в почвах, но явно тяготеющие к обитанию в воде или почвах, хотя бы временно переувлажненных;

hydr-форма - обитающие в водоемах и случайно оказавшиеся в почве;

Н-форма - нитчатые зеленые и желтозеленые водоросли, неустойчивые против засухи;

Аег-типичные эпифиты.

Экологический анализ ЦВЦ показал преобладание представителей СЫ, Р-, С^, С-форм. На первом месте находятся одноклеточные представители зеленых и желтозеленых водорослей, устойчивые к различным неблагоприятным условиям. Спектр жизненных форм ЦВЦ в почве выглядит следующим образом С^6Р34С^9С24Х24атр^2 H21hydr17B10Nf2Рf1M1Aer1, на коре деревьев -

С15Р15Н13Х13атР^АеГ9.

В почве выявлено большее число видов ци-анопрокариот и водорослей (232 вида), чем на стволах деревьев всего 141 вид, в том числе на дубах - 68, на липах - 83. При изучении лесных

сообществ возле пос. Иглино (участок 1) обнаружено максимальное число видов цианопрокариот и водорослей - 173. Ведущим отделом является Chlorophyta - 45% от всех обнаруженных видов ЦВЦ (табл. 2). Преобладание зеленых водорослей над цианопрокариотами, высокая численность найденных видов показывают, что данный участок характеризуется низким уровнем загрязнения, по сравнению с другим

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