ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДОРОСЛЕЙ В КАЧЕСТВЕ БИОИНДИКАТОРОВ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ

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 четырех отделов: Chlorophyta (зеленые), Cyanophyta (сине-зеленые), Bacillariophyta (диатомовые) и Xanthophyta (желто-зеленые). Значительно реже встречаются Rhodophyta (красные) и Euglenophyta (евгленовые).

Для оценки экологического состояния почвы с помощью почвенных водорослей существует два подхода: альготестирование (когда в исследуемую почву или водную вытяжку из нее помещают водоросли и оценивают их реакцию на почву) и альгоиндикация (когда оценивают почву по состоянию живущих в ней водорослей).

Методы биоиндикации в альгологии начали применять с начала 20 века. Однако методы альгоиндикациии для почв мало разработаны и не унифицированы, применяются в соответствии с особенностями определенных локальных территорий. По количественному и видовому составу водорослей в почве можно судить о степени антропогенной нагрузки, оказываемой на нее. При этом систематический состав почвенных альгоценозов является одним из важнейших показателей. Отсутствие или преобладание тех или иных систематических групп позволяет судить о некоторых свойствах почв (кислотности, влажности и т. д.). Почвенные водоросли по степени устойчивости к техногенным факторам разделяют на следующие группы:

• неустойчивые – виды, исчезающие при воздействии загрязняющих веществ;
• слабоустойчивые – виды, встречающиеся в почвах и испытывающие слабое воздействие;
• устойчивые – виды, встречающиеся в почвах и испытывающие сильное воздействие.

Исчезновение неустойчивых и слабоустойчивых видов свидетельствует о начальной стадии загрязнения, а появление устойчивых видов – о более высокой степени изменения почв [5].

Как биоиндикаторы почвенные водоросли имеют ряд преимуществ:

1. Относительно легкая идентификация до видов, что способствует быстрому проведению анализа.
2. Быстрая реакция водорослей на изменение почвенных условий.
3. Сходные с высшими растениями реакции на изменения в почве.
4. Простота и дешевизна культивирования.

В ответ на разные виды воздействий у почвенных водорослей наблюдаются такие реакции как: угнетение и выпадение некоторых групп водорослей, замена одних группировок другими, исчезновение альгосинузий, то есть частичная стерилизация почвы [2].

Таким образом, к настоящему времени определились три основных направления использования водорослей для биодиагностики почв:

1. Выявление особенностей группировок водорослей, свойственных тем или иным почвам.
2. Поиск видов-индикаторов определенных почвенных свойств.
3. Использование отдельных видов водорослей в качестве тест-объектов при анализе текущего состояния почвы в природных или лабораторных условиях [7].

По мере возрастания антропогенной нагрузки в реакции группировок водорослей выделяют несколько стадий:

1. Изменение характера флуктуации количественных параметров альгогруппировок, то есть изменение численности, биомасссы, скорости обновления органического вещества и других количественных параметров с увеличением или уменьшением величины антропогенного воздействия.
2. Увеличение видового разнообразия. Разрушение растительного покрова почвы приводит к увеличению количества экологических ниш для водорослей, что в свою очередь вызывает возрастание их флористического разнообразия.
3. Снижение видового разнообразия. В связи с дальнейшим повышением антропогенной нагрузки происходит выпадение неустойчивых и слабоустойчивых видов.
4. Выпадение из сообщества желто-зеленых водорослей, так как они являются наиболее чувствительными к различным антропогенным воздействиям.
5. Формирование альгогруппировок с преобладанием какого-либо одного представителя из основных отделов почвенных водорослей (сине-зеленых, зеленых, диатомовых) [3].
6. Формирование альгогруппировок состоящих из представителей одного отдела водорослей. На данном этапе можно индентифицировать тип загрязнения почвы. Так, группировки зеленых водорослей свидетельствуют о сильном загрязнении тяжелыми металлами и поверхностно-активными веществами, а также о подкислении почвы, группировки сине-зеленых водорослей – о загрязнении почвы органическими веществами и подщелачивании почвы. Разнообразие видов в таких группировках невысокое и значительно уступает по этому показателю фоновым территориям [1].
7. Окончательная дигрессия, при которой сообщество водорослей представлено альгокатаценозом, состоящем из 1–2 видов, представленных деформированными особями. После гибели альгокатаценоза остается техногенная пустыня, в которой растения не способны существовать [4].

Первая – четвертая стадии свидетельствуют о слабом и среднем разрушении экосистемы, когда высшая растительность еще сохраняется, а пятая, шестая и седьмая – о полной деградации почвенного покрова [6].

Таким образом, в связи с наличием ряда ценных преимуществ почвенных водорослей как биоиндикаторов, а также особенностями их ответных реакций на различные виды антропогенных воздействий, доказывается целесообразность и полезность использования почвенных водорослей в качестве биоиндикаторов экологического состояния почв.

Список литературы:

1. Андреева В.М. Почвенные и аэрофильные зеленые водоросли (Chlorophyta: Tetrasporales, Chlorococcales, Chlorosarcinales) / В.М. Андреева. – СПб.: Наука, 1998. – 352 с.
2. Бачура М.Ю. Влияние рекреационной нагрузки на почвенные водоросли и цианобактерии / М.Ю. Бачура, О.М. Храмченкова // Водоросли и цианобактерии в природных и сельскохозяйственных экосистемах. – Киров, 2010. – С. 49–54.
3. Домрачева Л.И. Эволюция фототрофных микробных сообществ при антропогенных воздействиях на почву / Л.И. Домрачева, А.Н. Третьякова, Л.В. Трефилова // Экология и почвы. Т. 4. – Пущино, 2001. – С. 184–191.
4. Дубовик И.Е. Сообщества почвенных водорослей техногенных ландшафтов / И.Е. Дубовик, М.Ю. Шарипова // Итоги научных исследований биологического факультета Башкирского университета за 1994 г.: тезисы докладов / Гос. ком. РФ по высшему образованию. Баш. гос. ун-т; отв. ред. И.Ю. Усманов. – Уфа, 1995. – С. 16–18.
5. Кабиров Р.Р. Альготестирование и альгоиндикация / Р.Р. Кабиров. – Уфа: БГПИ, 1995. – 125 с.
6. Кузнецова Е.В. Флористические особенности почвенных водорослей промышленных территорий / Е.В. Кузнецова // Современные аспекты экологии и экологического образования: материалы Всероссийской конференции, 19–23 сент. 2005 г. / Казан. гос. ун-т. – Казань, 2005. – С. 132–134.
7. Рахматуллина И.В. Использование почвенных водорослей в качестве биоиндикаторов состояния почвенного покрова / И.В. Рахматуллина, Е.В. Кузнецова // Инновации в медицине – решение проблем охраны здоровья нефтехимиков: Сборник материалов научно-практической конференции, посвященной 45-летию медицинской службы ОАО «Салаватнефтеоргсинтез». – Салават, 2010. – С. 220–225.