ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЛЬГОЛОГИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ ПРИ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ ПРОГНОЗИРОВАНИИ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА НАЗЕМНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

1

• Авторы
• Резюме
• Файлы

Кабиров Р.Р. Обсуждаются возможности использования микроскопических почвенных водорослей при оценке качества окружающей среды. Показано, что в качестве критериев при прогнозировании антропогенной нагрузки на наземные экосистемы можно использовать изменение видового состава и численности почвенных водорослей. Статья в формате PDF 108 KB

Экологическое прогнозирование - предсказание поведения экологических систем или их частей, определяемого естественными и антропогенными процессами [3]. Оценка состояния экосистем может выполняться на различных уровнях: клеточном, организменном, популяционном и видовом. Эффективность экологического прогнозирования во многом будет зависеть от используемой системы биодиагностики состояния окружающей среды.  Удобными объектами, по которым можно судить о происходящих в почве процессах, являются микроскопические водоросли. К основным достоинствам при использовании их для экологического прогнозирования следует отнести следующие.

Широкое распространение в биосфере. В наземных местообитаниях микроскопические водоросли встречается пpaктически повсюду. Это обитатели сформированных почв и первопоселенцы безжизненных субстратов: скальных поверхностей высокогорий, промышленных отвалов, территорий, подвергнувшихся катастрофическим воздействиям, в частности, извержениям вулканов, атомным взрывам, пожарам и т.п. [4]. Значительная биосферная роль. В наземных экосистемах, развиваясь на поверхности и в толще почвы, они оказывают влияние на физико-химические свойства, служат пищей для гетеротрофных организмов, создают первичную продукцию, вступают в сложные трaнcбиотические взаимоотношения с высшими растениями [3]. Сине-зеленые водоросли способны к азотфиксации. В ряде случаев (пустыни, техногенные субстраты) микроскопические водоросли являются единственными представителями автотрофного блока наземных ландшафтов. В отдельных случаях биомасса водорослей может достигать значительных величин - более 10 т на I га [5].  

Специфическая чувствительность к различным видам антропогенного загрязнения и быстрая реакция на изменение экологической ситуации. Микроскопические водоросли хорошо растут в лабораторных условиях на искусственных средах, удобны в работе. Они незаменимы при создании микрокосмов, моделировании в лабораторных условиях тех или иных экологических ситуаций [1,2]. 

Водоросли чутко реагируют на различные антропогенные воздействия. По мере возрастания антропогенной нагрузки в реакции альгогруппировок можно выделить несколько стадий.

1. Изменение хаpaктера флуктуации количественных параметров альгогруппировок. Количественные параметры альгогруппировок (численность, биомасса, продукция, скорость обновления органического вещества и др.) быстро реагируют на антропогенные воздействия увеличением или уменьшением своей величины. При этом нарушается естественный хаpaктер их флуктуации. Разграничение флуктуации, вызванных естественными факторами и антропогенными, требует значительного объема работы с привлечением статистических методов.

2. Увеличение видового разнообразия. Изменение пула численности и биомассы. Разрушение почвенно-растительного покрова приводит к увеличению количества экологических ниш для водорослей, что в свою очередь вызывает возрастание флористического разнообразия в альгогруппировках за счет вселенцев и видов эксплерентов, которые в ранее существовавших условиях находились в неактивном состоянии, а при изменившихся условиях перешли к вегетации. В то же время степень антропогенной нагрузки еще незначительна и не вызывает "выпадения" чувствительных к ней видов. В новых экологических условиях изменяется и пул почвенных водорослей. Под пулом почвенных водорослей мы понимаем определенное минимальное их количество, свойственное данной почве. Величина пула обуславливается с одной стороны физико-химическими особенностями почвы, с другой - хаpaктером взаимодействий водорослей с различными группами почвенного населения и высшими растениями, сложившимся в процессе коэволюции.  

3. Снижение видового разнообразия. Дальнейшее увеличение антропогенной нагрузки приводит к снижению видового разнообразия водорослевого сообщества по сравнению с видовым разнообразием второго этапа. Оно происходит за счет выпадения из альгогруппировок видов чувствительных к данному типу антропогенного воздействия. Однако, видовое разнообразие, как правило, остается выше видового разнообразия альгогруппировок фоновых (не нарушенных) территорий.

4. Выпадение из сообщества желто-зеленых водорослей. При усилении антропогенной нагрузки сообщество "покидают" желто-зеленые водоросли, которые являются наиболее чувствительными к различным антропогенным факторам. Это явление - один из самых хаpaктерных признаков наличия техногенного загрязнения почвы. Желто-зеленые водоросли чувствительны к загрязнению почвы тяжелыми металлами, нефтью, нефтепродуктами, поверхностно-активными веществами, ядохимикатами.

5. Формирование альгогруппировок, где наблюдается сильное преобладание, как по числу видов, так и по количественным показателям представителей какого-либо одного из основных отделов почвенных водорослей (сине-зеленых, зеленых, диатомовых).

6. Формирование альгогруппировок, состоящих из водорослей одного отдела. По таким альгогруппировкам можно индицировать тип загрязнения почвы. Так, при сильном загрязнении тяжелыми металлами, поверхностно-активными веществами, подкислении почвы формируются альгогруппировки состоящие из зеленых водорослей. При подщелачивании, загрязнении почвы органическими веществами формируются альгогруппировки состоящие из сине-зеленых водорослей. Флористическое разнообразие таких альгогруппировок не высокое и значительно уступает по этому показателю альгогруппировкам фоновых территории.

7. На заключительных этапах дигрессии водорослевое сообщество представлено альгокатаценозом, включающим 1-2 вида водорослей, представленных деформированными особями, часто не пригодными для видовой идентификации. После гибели альгокатаценоза остается техногенная пустыня, где растения не способны существовать.

Первая, вторая, третья и четвертая стадия наблюдаются в условиях слабого и среднего разрушения экосистемы, когда высшая растительность еще сохраняется. Пятая, шестая и седьмая наблюдаются на фоне гибели высших растений, полной деградации почвенного покрова.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кабиров Р.Р. // Альгология. 1993. Т.3. N3. С. 73-83.
2. Кабиров Р.Р. // Фундаментальные исследования. 2004. №6. С. 22-24.
3. Популярный биологический словарь /Н.Ф. Реймерс. - М.: Наука, 1990. - 544
4. Штина Э.А., Голлербах М.М. Экология почвенных водорослей. М.: Наука. 1976. 143 с.
5. Fuller W.H., Rogers R.N. // Soil Sci., 1952. V. 74. N. 6. P. 417-430.

---