Сообщества почвенных водорослей и цианобактерий г. Курска
Секция: Биология
XL Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: естественные и медицинские науки»
Сообщества почвенных водорослей и цианобактерий г. Курска
Почвенные водоросли являются важной составляющей почвы, оказывающей разнообразное воздействие на ее состав и свойства. В настоящее время обнаружено около двух тысяч водорослей, обитающих в почве. Преимущественно это водоросли 4 отделов: Chlorophyta, Cyanophyta, Bacillariophyta и Xanthophyta. Значительно реже встречаются Rhodophyta и Euglenophyta. Численность водорослей в разных местообитаниях колеблется от нескольких тысяч до нескольких миллионов клеток в 1 грамме почвы. Почвенные водоросли чутко реагируют на изменения, происходящие в почве урбанизированных территорий. Таким образом, формируются специфические альгоценозы в городских почвах, со своеобразным видовым составом, экологической структурой и комплексом доминирующих видов [1; 3].
В 20-30 годах 20 века начали проводиться исследования о составе почвенных водорослей городских территорий. Были выявлены экологические факторы, такие как широтная зональность, фитоценотические и почвенноклиматические условия, влияющие на качественный и количественный состав синузий почвенных водорослей городских территорий. В урбоземах главенствующим преобразующим фактором формирования альгоскомплексов является антропогенное воздействие [2; 4; 5].
Материалом для исследования послужили почвенные образцы, отобранные на трех пробных площадках г. Курска: участок № 1 – урочище «Солянка» вблизи ул. Комарова; участок № 2 – участок на правом берегу реки Тускарь парка культуры и отдыха имени 50-летия ВЛКСМ «Боева дача»; участок № 3 – газон Первомайского парка, располагающийся вблизи ул. Ленина с плотным транспортным потоком. Все пробные площадки располагаются в разных частях города и характеризуются разной степенью антропогенной нагрузки. Отбор образцов проводился осенью методом конверта на глубине 0–5 см.
Таксономический состав почвенных водорослей определяли методом чашечных культур со стеклами обрастания и путем прямого микроскопирования. Всего было исследовано 80 покровных стекол. Для идентификации таксонов использовали серии определителей: серия «Определитель пресноводных водорослей СССР» (Забелина и др., 1951; Голлербах и др., 1953; Матвиенко, 1954; Киселев, 1954; Попова, 1955; Дедусенко, Щеголева, и др., 1959, 1962; Паламарь-Мордвинцева, 1982; Мошкова, Голлербах, 1986), «Флора споровых растений СССР» (Косинская, 1960), определитель «Почвенные и аэрофильные зеленые водоросли (Chlorophyta: Tetrasporales, Chlorococcales, Chlorosarcinales)» (Андреева, 1998)). Определение содержания гумуса в почве проводили с помощью метода мокрого озоления по И. В. Тюрину в модификации В.Н. Симакова, определение гидролитической кислотности – по методу Каппена, определение полевой влажности – с помощью термостатно–весового метода.
По результатам химического анализа почвы участка № 2 относятся к малогумифицированным, остальные почвы среднегумифицированны. Реакция среды для всех почвенных образцов нейтральная, кроме участка №2 – здесь почва слабокислая. Более высокое значение полевой влажности характерно для участка № 1, самая низкая – урочище «Солянка» (таблица 1).
Таблица 1.
Результаты химического анализа почв, отобранных в контрольных точках г. Курска
№ участка |
Место отбора проб |
Содержа-ние гумуса, % |
Гидролитическая кислотность, Hr (мг-экв/100 г почвы) |
Полевая влажность, W (%) |
1 |
Первомайский парк |
5,12 |
1,26 |
24,39 |
2 |
Урочище «Солянка» |
2,37 |
3,19 |
6,27 |
3 |
Парк «Боева дача» |
5,72 |
1,27 |
21,41 |
На территории Первомайского парка в изучаемых контрольных точках было обнаружено 5 отделов, 10 классов, 17 порядков, 21 семейство, 24 рода почвенных водорослей и цианобактерий, что составляет 72,7% от общего числа всех обнаруженных водорослей. Большим разнообразием на данном участке отличаются отделы Cyanophyta и Chlorophyta (по 7 представителей каждый), что составляет по 29,1% от числа всех обнаруженных на данном участке представителей водорослей; а наименьшим – отдел Eustigmatophyta, представленный всего одним представителем (рисунок 1).
Рисунок 1. Таксономическая структура цианобактериально-водорослевых ценозов Первомайского парка
Альгоценозы участка № 1 представлены преимущественно одноклеточными зелеными водорослями порядков Chlamydomonadales и Chlorellales и нитчатыми зелеными рода Klebsormidium. Цианобактерии, главным образом, представлены порядками Chroococcales и Nostocales, образующими слизистые пленочные разрастания в верхнем почвенном слое, и нитчатыми формами порядка Oscillatoriales.
На территории второго участка было обнаружено 4 отдела, 7 классов, 11 порядков, 14 семейств, 17 родов почвенных водорослей, что составляет 51,5% от общего числа всех обнаруженных водорослей. Таким образом, на данном участке доминируют представители отдела Chlorophyta (7 родов), что составляет 41,3% от общего числа обнаруженных на этом участке почвенных водорослей (рисунок 2).
Рисунок 2. Таксономическая структура цианобактериально–водорослевых ценозов почвы урочища Солянка
В альгофлоре участка № 2 донимируют представители порядков Chlamydomonadales и Sphaeropleales отдела Сhlorophyta, что свидетельствует о подкислении почв и подтверждается результатами химического анализа.
На территории третьего участка было обнаружено 6 отделов, 12 классов, 18 порядков, 24 семейства, 27 родов почвенных водорослей и цианобактерий, что составляет 81,8% от общего числа обнаруженных водорослей. В альгофлоре доминируют представители отдела Chlorophyta (10 родов), что составляет 37% от общего числа обнаруженных на участке представителей водорослей и Cyanophyta (6 родов), что составляет 22,2% (рисунок 3).
Рисунок 3. Таксономическая структура цианобактериально–водорослевых ценозов почвы парка «Боева дача»
Альгоценозы почв парка «Боева дача» характеризуется преобладанием одноклеточных нитчатых форм зеленых водорослей, а также наличием нитчатых представителей желто–зеленых, преимущественно порядка Tribonematales и обильными слизистыми разрастаниями Nostoc. Отличием от остальных изучаемых участков является присутствие родов Zygnema, Ulothrix, Euglena и Spirotaenia, не встречающихся в других контрольных точках.
Анализ альгофлоры по жизненным формам на изучаемых участках дал следующие результаты (таблица 2).
Таблица 2.
Спектры жизненных форм почвенных водорослей почв г. Курска
№ участка |
Название участка |
Формула экобиоморф |
1 |
Первомайский парк |
Ch7B4H4P3X2amph2C1CF1 |
2 |
Урочище «Солянка» |
Ch6B3P3C2Н2X1 |
3 |
Парк «Боева дача» |
Ch7B4H4С3amph3X2hydr2CF1P1 |
Исходя из результатов исследования всех пробных площадок, можно выделить следующие особенности альгофлоры изучаемых почв:
1) Альгофлора почв исследованных пробных площадок на территории г. Курска представлена 33 родами, относящимся к 6 отделам (Cyanobacteria, Bacillariophyta, Xanthophyta, Eustigmatophyta, Chlorophyta и Euglenophyta), 13 классам, 21 порядку, 30 семействам;
2) Основу альгофлоры составляют преимущественно одноклеточные и нитчатые водоросли отдела Chlorophyta, также значительна доля представителей отделов Cyanobacteria и Xanthophyta, что характерно для лесостепной зоны, в которой расположен г. Курск;
3) Большим биоразнообразием характеризуются альгофлоры парка «Боева дача» и Первомайского парка, меньшим – альгофлора урочища «Солянка»;
4) К часто встречаемым представителям альгофлоры относятся следующие водоросли: отдел Bacillariophyta – Navicula, Pinnularia, Hantzschia, отдел Chlorophyta – Bracteacoccus, Chlorella, Chlorococcum, Tetracystis, отдел Xanthophyta – Pleurochloris Pasch., Xanthonema;
5) К редко встречаемым водорослям относятся следующие представители: Zygnema, Ulothrix, Euglena и Spirotaenia;
6) В экобиоморфной структуре альгоценозов исследуемых почв были обнаружены Ch-, H-, B-, C-, P-, X-, amph-, hydr- и CF-формы. Во всех изучаемых участках преобладает устойчивая к экстремальным условиям Ch-форма.
Список литературы:
- Голлербах М.М. Почвенные водоросли / М.М. Голлербах, Э.А. Штина. – Л.: Наука, 1969. – 228 с.
- Дубовик И.Е. Сообщества почвенных водорослей техногенных ландшафтов / И.Е. Дубовик, М.Ю. Шарипова / Гос. ком. РФ по высшему образованию. Баш. гос. ун-т; отв. ред. И.Ю. Усманов. – Уфа, 1995. – С. 16–18.
- Штина Э.А. Изменение почвенной альгофлоры под влиянием загрязнения почвы / Э.А. Штина, Л.Б. Неганова // Тез. докл. I Делегат. Съезда Всесоюз. о-ва почвоведов. Вып. 2. – Минск, 1977. – С. 264–266.
- Штина Э.А. Особенности почвенной альгофлоры в условиях техногенного загрязнения / Э.А. Штина, Л.Б. Неганова, Т.А. Ельшина, И.И. Шилова М.Ф. Андронова // Почвоведение. – 1985. – № 10. – С. 97–107.
- Штина Э.А. Экология почвенных водорослей / Э.А. Штина, М.М. Голлербах. – М.: Наука, 1976. – 143 с.