CC BY
53
УДК 582.5
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧВЕННЫХ ВОДОРОСЛЕЙ БОТАНИЧЕСКОГО САДА -
ИНСТИТУТА УНЦ РАН
© А. М. Гареева*, М. Ю. Шарипова
Башкирский государственный университет Россия, Республика Башкортостан, 450074 г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32.
Тел.: +7 (347) 273 66 34.
E-mail: aigulgareeva86@myrambler. ru
Водоросли как эдафокомпоненты разнообразно представлены в почвах Ботанического сада-института на всех исследованных участках. В ходе исследований выявлены интересные закономерности изменения состава альгоценозов на разных участках коллекционных растений, а также факторы их определяющие. Получены новые данные о составе почвенной аль-гофлоры в различных фитоценозах. В статье также приведены результаты исследования сезонной динамики почвенных водорослей. Альгоценозы отличались не только видовым составом водорослей, но и обилием, встречаемостью и спектром жизненных форм.
Ключевые слова: почва, водоросли, сезонная динамика, вид, жизненная форма.
Сохранение биологического разнообразия является одним из основных условий устойчивости биосферы. Важнейшим инструментом сохранения биологического разнообразия является создание системы особо охраняемых природных территорий (ООПТ) и проведение регулярной инвентаризация и мониторинга эффективности сохранения биоразнообразия в границах существующих ООПТ. Ботанические сады относятся к ООПТ и играют важную роль в сбережении растительного мира планеты.
В работе приводятся данные исследования альгофлоры Ботанического сада УНЦ РАН. Сбор проб проводили в течение 2007-2011 годов ежемесячно на площадках, занятых разной растительностью. При исследовании использовали классические методы альгологии, в том числе стандартный метод чашечных культур со стеклами обрастания. Просмотр стекол начинали через 15 дней культивирования и просматривали в течение 2 месяцев [1].
При анализе альгофлоры фитоценозов Ботанического сада выявлены различия альгосинузий под хвойными, лиственными породами деревьев и травянистыми декоративными растениями (табл.1). Причем на участках с лиственными породами деревьев обилие и разнообразие видов водорослей выше, чем на участках с травянистыми декоративными растениями. В целом выявлено 42 вида водорослей под лиственными породами деревьев и 30 видов водорослей на участке с декоративными травянистыми растениями. Под хвойными породами деревьев доминантами по встречаемости и по обилию являются виды Nostoc punctiforme f populorum, Nostoc commune, Oscillatoria brevis, Hantzschia am-phioxys. На участках с лиственными породами деревьев доминантом по встречаемости и по обилию является вид Chlamydomonas globosa.
В зависимости от вида парцеллообразующих растений меняется видовая насыщенность альгоси-нузий, число специфических видов и преобладающие группы водорослей в парцелле [2].
Самые благоприятные условия для развития водорослей складываются в лиственных парцеллах,
где альгофлора оказалась разнообразнее, а число специфических видов водорослей выше, чем в хвойной и травянистой парцеллах. Разные почвы под различными типами леса характеризуются разнообразными, присущими этим биогеоценозам, альгосинузиям, различающимися по насыщенности видами, по составу доминирующих и специфических видов водорослей [3].
В ходе исследований мы выяснили, что наибольшее количество видов водорослей сконцентрировано под лиственными породами, наименьшее - под декоративными многолетними растениями. Альгоценозы разных участков различались не только видовым составом и числом водорослей, но и их экологическим спектром (табл.1). Спектр жизненных форм для почв Ботанического сада в целом в наших исследованиях можно представить в виде формулы СЬ10Р10С8Х7В5СГ4Н3М2. При рассмотрении спектров жизненных форм различных участков выявились следующие закономерности. Если на участках с древесной растительностью спектр экобиоморф характеризуется значительным сходством, то на участке травянистых декоративных растений его формула меняется. Под пологом деревьев доминируют представители Р-форм (нитчатые сине-зеленые водоросли), здесь больше влаголюбивых С-, Х-, В- форм, а под травянистыми растениями преобладают убиквисты СЬ-форм. Это подтверждает и сходство коэффициентов гидрофильности и ксерофильности на участках с древесной растительностью. В лесных фитоценозах сказывается большое влияние опада, который с одной стороны, является местом размножения водорослей, как наиболее освещенный слой, а с другой,- лимитирующим фактором для жизни многих водорослей, неспособных конкурировать с гетеротрофным населением опада. Срав-неним почвенной альгофлоры на 5 различных участках: кониферетум, дендрарий, фрутицетум, си-рингарий с использованием коэффициента Серен-сена показало самое большое сходство флор (80%) на участках: дендрарий / фрутицетум.
* автор, ответственный за переписку
944
БИОЛОГИЯ
Таблица 1
Характеристика альгофлоры на трех основных участках
Участок Количество видов Коэффициент Коэффициент Спектр жизненных
водорослей гидрофильности ксерофильности форм
1. Хвойные породы
2. Лиственные породы
3. Декоративные травяни стые растения
Оценка видового разнообразия водорослей по коэффициенту Шеннона-Уивера показала участки с высоким и низким видовым разнообразием. Кони-феретум характеризовался самым высоким видовым разнообразием водорослей. В сирингарии отмечалось низкое видовое разнообразие водорослей (табл. 2).
Таблица 2
Коэффициент видового разнообразия Шеннона-Уивера (Н) на различных участках
Специфика группировок водорослей в разных насаждениях связана с условиями, складывающимися под пологом различных древесных пород. В разных типах насаждений в разные сезоны складывается различный режим влажности. С влажными местообитаниями и типами посадок связано наибольшее развитие водорослей [4]. Самый богатый видовой состав водорослей был выявлен в летний период, когда количество водорослей на всех участках максимальное. Количественное и качественное соотношение водорослей всех отделов относительно постоянное, изменения в соотношении незначительны.
Весной соотношение водорослей основных отделов на разных участках сильно варьируется. В кониферетуме количество видов сине-зеленых и зеленых водорослей одинаково, диатомовых и желто-зеленых водорослей - такое же. Во фрутицетуме отсутствуют желто-зеленые, а в сирингарии - диатомовые водоросли. На участке многолетних декоративных травянистых растений количество видов водорослей в весенний и летний периоды равны. Осенью количество видов водорослей значительно ниже, чем в весенний и летний периоды. В сирингарии осенью водоросли представлены лишь отделом Chlorophyta, представители других отделов отсутствуют. Зимой количество видов водорослей на всех участках минимальное. На участках фрути-цетум, сирингарий в зимний период водорослей в пробах не обнаружено, на остальных 3 участках присутствуют представители только трех отделов: Cyanophyta, Chlorophyta, BacШarюphyШ.
При изучении нами альгофлоры в конифере-туме был обнаружен 41 вид почвенных водорослей
0.46 0.27 P9Ch7C6X6B5Cf4H2M2
0.45 0.29 PmCh^XfjCf^H^
0.5 0.2З C^P-AX^C^H^
[5, 6]. В течение разных сезонов на участке резко меняется соотношение сине-зеленых и зеленых водорослей. Самый богатый видовой состав был выявлен в летний период. Количественное и качественное соотношение всех отделов водорослей в летние месяцы относительно постоянное, изменения в соотношении незначительны. Доминантами по встречаемости являются Chlamydomonas oblon-gella, Nostoc punctiforme f. populorum, Nostoc commune Plectonema boryanum, Hantzschia amphioxys по обилию: Nostoc punctiforme f. populorum, Nostoc commune, Plectonema boryanum.
Если в весенние месяцы преобладали представители отдела Cyanophyta, то летом их количество резко снижается, и начинают доминировать зеленые водоросли. В летние месяцы уменьшается количество видов водорослей отдела Bacillariophyta, а в апреле и сентябре водоросли этого отдела, наоборот, преобладают. Осенью количество видов водорослей значительно ниже, чем в весенний и летний периоды. Видовой состав водорослей в начале осени схож с таковым в весенние месяцы. В сентябре снова доминируют представители Cyanophyta, доминантными видами по обилию и по встречаемости являются Nostoc commune, Cylindrospermum stag-nale, Hantzschia amphioxys. Зимой количество выявленных видов водорослей минимальное - они представлены лишь отделом Cyanophyta (рис. 1).
Существуют разногласия в выводах о наиболее благоприятном для развития водорослей времени года. Одни авторы отмечали наиболее активное развитие водорослей весной, другие обнаруживали максимум в конце лета - начале осени [7]. Во всех случаях рост водорослей подавляется в сухое время и усиливается во влажные и теплые периоды. Анализ динамики видового состава водорослей Ботанического сада показал, что количество видов в почвенных образцах за период с апреля по август увеличивалось. В летние месяцы количество видов достигло 42, причем 20 из них составляют водоросли отдела Chlorophyta. В осенние месяцы происходит резкий спад числа видов почти в 2 раза в основном за счет водорослей отдела Chlorophyta. Зимой количество видов сокращается в среднем в 5 раз (7 видов). Полностью исчезают виды отдела Xanthophyta. В осенне-зимний период доминируют сине-зеленые водоросли. Снижается также обилие водорослей.
41
42
З0
Участок 1 2 З 4 5
Н 3.4 2.8 2.7 1.5 2.8
Участки: 1 - кониферетум, 2 - дендрарий, З - фрутицетум, 4 - сирингарий, 5 -декоративные травянистые растения
апрель
и Chlorophyta
U Cyanophyta
■ Xanthophyta
U Bacillariophyta
сентябрь
декабрь
Рис. 1. Соотношение основных отделов водорослей в разные сезоны.
Таким образом, в ходе исследования альгоф-лоры Ботанического сада нами выявлены специфические альгоценозы на участках с разной высшей растительностью. Альгоценозы различались количественным и качественным составом водорослей и особенностями сезонной динамики.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кузяхметов Г. Г., Дубовик И. Е. Методы изучения почвенных водорослей. Уфа: РИО БашГУ, 2001. 60 с.
2. Реймс Н. Ф. Природопользование. Словарь - справочник. М.: Мысль, 1990. 637 с.
Шарипова М. Ю. Водоросли экотонных сообществ. Уфа: БашГУ, 2006. 182 с.
Алексахина Т. И., Штина Э. А. Почвенные водоросли лесных биогеоценозов. М.: Наука, 1984. 149 с.
Г ареева А. М., Шарипова М. Ю. Сезонная динамака почвенных водорослей ботанического сада - института Уфимского научного центра РАН // Проблемы изучения и сохранения растительного мира Евразии. Иркутск: Издательство Института географии, 2010. С. 474.
Шарипова М. Ю. Г ареева А. М., Сокова А. В., Муртазина С. М. Изучение почвенных водорослей некоторых особо охраняемых территорий Южного Урала // Вестник ОГУ. 2009. №6 (100). С. 649-650.
Штина Э. А. Обзор факторов, обусловливающих динамику почвенных водорослей. // Тез. докл. VI делегат. съезда Всесоюз. Ботан. о-ва. Л.: Наука, 1978. С. 338.
3.
4
5.
6.
7.
Поступила в редакцию 11.01.2012 г.
