CC BY
45
УДК.581.9 ББК
Л.Н. Новичкова-Иванова
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОНАЛЬНЫХ ГРАНИЦ ПУСТЫНЬ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНДИКАТОРНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОЧВЕННЫХ ВОДОРОСЛЕЙ
На основе анализа структуры флористического состава водорослей пустынных сообществ рассматривается возможность их использования для уточнения зонального положения полынных и солянковых сообществ северных и южных пустынь Ирано-Туранской подобласти Сахаро-Гобийской пустынной области.
Ключевые слова:
альгосинузия, ботанико-географическое районирование, загрязненность почв, зональная граница, полынная пустыня, почвенные водоросли, провинция, пустыня, синузия, солянковая пустыня
В современных исследованиях при оценке состояния экосистем существенное значение приобретают водоросли, грибы, лишайники и мхи. Так, например, совсем недавно помимо использования лишайников как индикаторов промышленного загрязнения, свойства лишайников использованы при наблюдении за сейсмодислокациями1.
Водоросли как индикаторы начали изучаться сравнительно давно. Впервые почвенные водоросли были привлечены для характеристики состояния городских почв2. Возможность по составу водорослей определить загрязненность почв города продолжает исследоваться3. В последующие годы спектр использования их в качестве индикаторов значительно расширился. Широкое применение водоросли нашли при изучении плодородия почв и влияния химизации, при определении степени урбанистических нагрузок на почву и, особенно для оценки разных типов техногенного и промышленного загрязнения4. Не так давно почвенные водоросли включены в мониторинг, связанный с проблемой охраны природы5.
Установлено, что систематическая структура флоры водорослей разных зон в целом6 и флористический состав синузий почвенных водорослей зональных растительных сообществ несут индикаторную информацию. Обычно при оценке специфичности среды привлекаются отдельные индикаторные виды или группы видов7. Несравненно более короткий жизненный цикл водорослей по сравнению с высшими растениями в этом случае позволяет использовать их в экспресс-методах. При анализе соотношения во флоре таксонов высокого ранга, таких как семейства, порядки и даже отделы водорослей имеют немаловажное значение.
Флористико-фитоценотическими исследованиями в последние десятилетия выявлены закономерности состава флоры водорослей в основных типах растительности умеренного пояса Евразии8. Проведенные в этом направлении много- Э летние исследования синузий почвенных водорослей среднеазиатских пустынь
подтвердили их определенную географическую приуроченность и связь с зональными растительными сообществами9. Аналогичные особенности распределения отмечаются и для представителей зоофауны пустынь10.
В связи с этим нами впервые была сделана попытка привлечь индикационные свойства почвенных водорослей к проблеме ботанико-географического районирования. За основу принято районирование Ирано-Туранской подобласти Саха-ро-Гобийской пустынной области11.
Контакт между Северотуранской и Южнотуранской провинциями этой подобласти представляет особый интерес. Сложный комплекс полынных и солянко-вых пустынь затрудняет их разграничение12. Привлечение таких компонентов, как синузии почвенных водорослей, помогло уточнить подзональное положение этих растительных сообществ. Для решения этой задачи проведено изучение почвенных водорослей на территории полуострова Мангышлак.
Граница между Северотуранской и Южнотуранской провинциями имеет сложную конфигурацию и проходит приблизительно по 42-44° с.ш. Можно предположить, что на ее положение влияет дополнительное засоление в связи с высыханием Аральского моря13.
Разграничение сообществ Северотуранских и Южнотуранских пустынь основывается на эдификаторном составе видов полыней и солянок. Однако синузии водорослей дают дополнительные сведения о сообществах этих пустынь. Нами при уточнении ботанико-географической принадлежности растительных сообществ использовались особенности флористического состава синузий водорослей, такие как количественное соотношение числа видов синезеленых и зеленых и наличие или отсутствие таких специфических для пустынь видов как нитчатые зеленые и желтозеленые. Следует принять во внимание, что подобный аспект использования почвенных водорослей нов и нуждается в дальнейшей разработке. В некоторых особенно спорных случаях он может дать положительные результаты.
На территории Мангышлака синузии почвенных водорослей изучены в 15 растительных сообществах тетыровых (Salsola gemmascens), полынных (Artemisia girganica, A. kemrudica, A. lercheana, A. kaspica), биюргуновых (Anabasis salsa) и их комплексов (см. рис.).
Флористический список почвенных водорослей, обнаруженных в зональных растительных сообществах плато Мангышлак, представлен 90 видами. Они распределяются по отделам следующим образом: синезеленых (Cyanophyta) - 39, зеленых (Chlorophyta) - 36, желтозеленых (Xanthophyta) - 7, диатомовых (Bacillariophyta) - 8 видов водорослей. Помимо соотношения видов синезеле-ных и зеленых в характеристике видового состава выделены виды водорослей имеющие особое индикационное или специфическое значение. К ним относятся представители нитчатых форм зеленых (пор. Ulotrichales, роды Chlorhormidium, Stichococcus, Gloeotila) и ветвящиеся и неветвящиеся нити отдела желтозеленых (пор. Tribonematales, род. Heterothrix, пор. Heterocloniales, род. Heteropedia). Сравнение наших данных с результатами флористического исследования водорослей пустынь всего региона показывает неравное участие синезеленых и зеленых в этом регионе14. Так, для флоры водорослей пустынь Ирано-Туранской подобласти это соотношение синезеленых и зеленых составляет 2:1, тогда как в Северотуранских пустынях Мангышлака, граничащих с Южнотуранскими пустынями, оно существенно отличается и составляет 1:1 (табл. 1).
Полуостров Мангышлак. Географические районы (I-VI) и исследованные растительные сообщества (1-15). I. Киндерли-Каянское плато (14, 15), II. Плато Мангышлак (1, 9, 10), III. Хр. Сев. Актау (2, 3, 5), IV. Межгорная равнина между хр. Сев. Актау и хр. Зап. Каратау (4, 11), V. Северо-восточный Мангышлак (6, 12), VI. Восточный Мангышлак (7, 8, 13), (по И. Н. Сафроновой).
Таблица 1
Распределение видов водорослей по отделам в зональных сообществах пустынь Ирано-Туранской подобласти Афро-Азиатской пустынной области
(Новичкова-Иванова, 1980)
Отдел Ирано-Туранская подобласть Плато Мангышлак
число видов % число видов %
Cyanophyta 208 50.7 39 43.3
Chlorophyta 111 27.1 36 40.0
Xantophyta 23 5.6 7 7.7
Bacillariophyta 67 16.4 8 9.0
Euglenophyta 1 0.2 - -
Всего 410 100 90 100
В биюргуновых и полынных сообществах Мангышлака соотношение числа видов синезеленых и зеленых может значительно варьировать, что отмечается и для других регионов пустынной области (табл. 2).
\о о со ч ш о. О
Таблица 2
Распределение видов водорослей по отделам в пустынных сообществах Северотуранской провинции Ирано-Туранской подобласти
Отдел Мангышлак15 Устюрт16 Бетпакдала17
число видов % число видов % число видов %
Cyanophyta 39 43,3 42 72,4 25 65,8
Ch1orophyta 36 40,0 12 20,7 10 26,3
Xantophyta 7 7,7 3 5,2 1 2,6
ВасШап-ophyta 8 9,0 1 1,7 2 5,3
Всего таксонов 90 100 58 100 38 100
Наши многолетние исследования почвенных водорослей зональных сообществ азиатских пустынь значительно расширили знания об их флористических и фито-ценологических особенностях. Установленные закономерности дали возможность перейти к новому аспекту их анализа. Основные признаки флористического состава синузий на уровне отделов водорослей послужили основанием для разграничения альгосинузий сообществ Северотуранских и Южнотуранских пустынь.
1. Во флоре почвенных водорослей зональных растительных сообществ пустынь определяющее значение имеют представители двух отделов: синезеленые и зеленые.
2. Состав доминантных видов водорослей Северотуранских и Южнотуранс-ких пустынь различен.
3. В синузиях водорослей Северотуранских пустынь наблюдается более высокое видовое разнообразие по сравнению с южными. Особенно важное значение как индикатора Северных пустынь имеет развитие видов нитчатых зеленых (пор. ШошЛакэ). Число видов синезеленых водорослей может быть несколько меньше или больше числа зеленых. Участие синезеленых определяется комплексом из видов родов ^бШс и Scytonema (пор. ^БШсакБ) и видов порядка ОзсШаШпа^.
4. В синузиях Южнотуранских пустынь синезеленые водоросли занимают господствующее положение. Ведущая роль в синузиях Южнотуранских пустынь принадлежит приемущественно комплексу видов синезеленых - осцилляторие-вым (пор. Озо11а1;о:па1ез). Основным признаком Южных пустынь является почти полное отсутствие видов нитчатых зеленых водорослей.
5. Представители видов нитчатых водорослей из отдела желтозеленых (Хап-thophyta) так же как и зеленых не характерны для синузий Южнотуранских пустынь, но они обычно могут присутствовать в синузиях Северотуранских пустынь.
6. Не наблюдается сколько-нибудь четкой закономерности в распространении видов отдела диатомовых (Baci11ariophyta) в Северотуранских и Южнотуранских пустынях.
с5 7. Доминирование синезеленых и наличие нитчатых зеленых водорослей не
§ типично для Северотуранских и Южнотуранских пустынь. Есть основание счи-со тать синузии водорослей таких растительных сообществ синузиями неопреде-(с5 ленного типа.
Таким образом, по основным и специфическим признакам видового состава синузий водорослей пустынных сообществ можно различать синузии двух типов: северного и южного.
В результате детального изучения синузий водорослей растительных сообществ на территории Мангышлака выявлены синузии двух типов. Один из них на основе доминирующих признаков характеризует синузии Северотуранских пустынь. Другой по своим признакам тяготеет к синузиям южного типа (рис., табл. 3). Из 15 сообществ в 6 синузии носят типичные черты Северотуранских пустынь, в 7 отмечены признаки Южнотуранских пустынь, 2 сообщества имеют синузии неопределенного типа, так как их нельзя отнести ни к одному из основных установленных типов.
Таблица 3
Основные индикационные признаки и типы альгосинузий растительных
сообществ плато Мангышлак
Местонахождение и номер пробы Сообщество Число видов водорослей Соотношение С/СЬ1 Нит1 водо атые росли Тип синузии
СЬ1 X
I. Киндерли-Каянское плато, 14, 15 Эфемерово-кемрудо-полынно-тетыровое 12 8/3 - - Ю
Песчано-ракушечное отложение 13 5/5 + + С
II. Плато Мангышлак, 1, 9, 10 Тетырово-биюргуновое 9 7/1 - - Ю
Эфемерово-полынное 16 6/6 + - С
Эфемерово-биюргуновое 17 5/6 + - С
III. Хр. Сев. Актау, 2, 3, 5 Эфемерово-биюргуново-полынное 18 7/6 - - Ю
Кеуреково-полынное 11 6/1 - + Ю
Полынное 15 7/8 + + С
IV. Межгорная равнина между хр. Сев. Актау и хр. Зап. Каратау, 4, 11 Полынное 8 3/3 - - П
Эфемерово-биюргуно-вое 6 1/1 - - П
V. Северо-восточный Мангышлак, 6, 12 Кеуреково-полынное 1 1/0 - - Ю
Эфемерово-биюргуновое 6 2/1 - - Ю
VI. Восточный Мангышлак, 7, 8, 13 Ковыльно-полынное 1 0/1 - - С
Полынное 6 3/2 + - С
Эфемерово-биюргуно-вое 3 3/0 - - Ю
Примечание. С - синезеленые водоросли; СЫ - зеленые водоросли; X - желтозеленые водоросли; Ю - синузия водорослей пустынь южного типа; С - синузия водорослей пустынь северного типа; П - синузия водорослей переходного типа.
Этот анализ дает возможность предположить, что поскольку на территории плато Мангышлак представлены сообщества с синузиями водорослей северного и южного типа, она может рассматриваться как переходная полоса. Наши данные подтверждают более новую схему ботанико-географического районирования пустынь равнин Средней Азии, согласно которой между остепненными Северо-туранскими и Южнотуранскими пустынями расположена территория, которая может быть отнесена к типичным или средним пустыням Северотуранской про-винции18.
Отнесение территорий пустынных сообществ Мангышлака к подзональной полосе (провинции?) средних пустынь согласуется с изменениями этих ландшафтов в направлении увеличения большей дифференциации, засоления и опустынивания в районах, прилегающих к высыхающему Аралу.
Выводы, полученные на основе анализа соотношения видов двух основных отделов - синезеленых и зеленых водорослей, - вполне подтверждают возможность использования в ботанической географии индикационных свойств почвенных водорослей.
В заключение благодарю И.Н. Сафронову за любезно предоставленные мне почвенные образцы.
1 Галанин А.А., Глушкова О.Ю. Лихинометрия // Вест. РФФИ. - 2003. Т. IX. № 3. -С. 22-52.
2 Горовиц-Власова Л.М. К вопросу о санитарном изучении городских почв // Гигиена и эпидемиология. - 1927,Вып. 8. - С. 29-33; Рихтер А.А., Орлова К.Н. Опыт учета флоры водорослей в почвах г. Саратова // Научно-агрономич. журн. - 1928, т. 5, № 5-6. С. 27-33.
3 Москвич Н. П. Опыт использования водорослей при изучении санитарного состояния почв // Бот. журн. - 1973, т. 58, № 3. - С. 434-452.
4 Tchan Y. T. Study of soil algae III. Bioassay of soil fertility by algae // Plant a. Soil. - 1959, V. 10, N 3. - P. 220-232; Некрасова К.А. Использование зеленых водорослей в оценке обеспеченности почв азотом // Бот. журн. - 1969, т. 54, № 1. - С. 118-120; Некрасова К.А. Использование водорослей как индикаторов почвенного плодородия // Труды Кировск. с.-х. ин-та. - 1972, т .25. - С. 257-263; Голлербах М. М. Флористические методы в почвенно-альгологических исследованиях и их значение в биодиагностике почв // Биологическая диагностика почв. - М., 1976. - С. 60-61; Новичкова-Иванова Л.Н. Почвенные водоросли
- индикаторы биоценозов пустынь // Биологическая диагностика почв. - М., 1976. - С. 190-191; Штина Э.А., Голлербах М.М. Почвенные водоросли как индикаторы генезиса и состояния почв // Проблемы и методы биологической диагностики и индикации почв.
- М., 1976. - С. 344-352; Штина Э.А. Принципы и методы использования почвенных водорослей для биоиндикации загрязнения почвы // Тр. Всесоюзн. н.-и. ин-та сельхоз. микробиологии. - 1983, т. 52. - С. 26-32; Штина Э.А. Почвенные водоросли как экологические индикаторы // Ботан. журн. - 1990, т. 75, № 4. -С. 441-453; Pipe A.E., Shubertt L.E. The use of algae as indicators of soil fertility // Algae as ecological indicators. - London, 1984. - P. 211-240; Ельшина Т.А. Почвенные водоросли как индикаторы некоторых видов техногенного загрязнения почвы (на примере загрязнений, связанных с нефтедобычей): Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Л., 1986; Novichkova-Ivanova L.N. Filamentous green algae of soils and their peculiarities // Biology and taxonomy of green algae. - Bratislava, 1990. м C. 51; Кабиров Р.Р. Возможности использования культур почвенных водорослей при проведении эко-
со логической экспертизы // Очерки по экологической диагностике. - Свердловск, 1991. -С. 101-114; Кабиров Р.Р. Альготестирование и альгоиндикация. - Уфа, 1995. - 125 с.
5 Штина Э.А., Зенова Т.М., Манучарова Н.А. Альгологический мониторинг почв // Почвоведение. - 1998. № 12. -С. 1449-1461.
со
6 Штина Э.А. Сообщества водорослей основных типов почв СССР и их диагностичес- 211 кое значение // Ботан. журн. - 1959, т. 44, № 8. - С. 1029-1050.
7 Кабиров Р.Р., Любина С.В. Способ оценки действий гербицидов на сообщества почвенных водорослей с помощью индикаторных видов // Агрохимия. - 1988. № 3. - С. 105-109.
8 Штина Э.А. Сообщества водорослей основных типов почв СССР и их диагностическое значение; Голлербах М.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли; Новичкова-Иванова Л. Н. Почвенные водоросли фитоценозов Сахаро-Гобийской пустынной области. - Л., 1980. -255 с.; Новичкова-Иванова Л.Н. Особенности флоры синезеленых водорослей степных сообществ Евразии // Актуальные вопросы ботаники в СССР: Тез. докл. - Алма-Ата, 1988. -С. 137; Пивоварова Ж.Ф. Особенности флористического состава и фитоценотической организации водорослевых группировок горных степей северо-восточной Азии // Ботан. журн.
- 1986, т. 71, № 4. - С. 521-527; Пивоварова Ж.Ф. Почвенные водоросли горных степей азиатской части СССР. Дис. ... д-ра биол. наук. - Новосибирск, 1987. - 436 с.; Костиков И.Ю. К вопросу о зональных особенностях состава почвенных водорослей // Альгология. - 1991, Т. 1, № 4. - С. 15-22; Костиков 1.Ю. Грунте^ водорост Украши. Дис. ... д-ра биол. наук.
- Кшв, 2001. - 36 с.; Костиков 1.Ю., Романенко П.О., Демченко Е.М., Дарieнко Т.М., Михай-люк Т. I., Рибчинский О.В., Солоненко А.М. Водоросп Украши. - Кшв, 2001. - 300 с.
9 Новичкова-Иванова Л.Н. Почвенные водоросли фитоценозов Сахаро-Гобийской пустынной области.
10 Залетаев В.С. Географические закономерности структурной организации и динамики экосистем аридных зон (равнины Средней Азии и Казахстана): Автореф. дис. д-ра геогр. наук. - М., 1987. - 43 с.
11 Лавренко Е.М. О Сахаро-Гобийской пустынной ботанико-географической области и ее разделении // Докл. АН СССР. - 1960, т. 134, № 1. - С. 149-152; Лавренко Е.М. Основные черты ботанической географии пустынь Евразии и Северной Африки. Комаровские чтения. - М. -Л., 1962, Т. XV. - 169 с.; Лавренко Е.М. Провинциальное разделение Централь-ноазиатской и Ирано-Туранской подобласти Афро-Азиатской пустынной области // Бот. журн. - 1965, т. 50, № 1. - С. 3-15.
12 Родин Л.Е., Рубцов Н.И. Полукустарничковые полынные и солянковые пустыни // Растительный покров СССР. - М.-Л., 1956. - С. 731-796.
13 Аладин Н.В., Котов С.В. Естественное состояние экосистемы Аральского моря и ее изменения при антропогенном воздействии // Тр. Зоол. инст. АН СССР. - 1989, т. 199. - С. 4-25.
14 Новичкова-Иванова Л.Н. Почвенные водоросли фитоценозов Сахаро-Гобийской пустынной области.
15 Данные автора.
16 см.: Коган Ш.И., Османова Р.А. Альгофлора некоторых почв Южного Устюрта и При-карабогазья // Изв. АН ТССР. Сер. биол. - 1971, № 3. - С. 43-48.
17 см.: Сдобникова Н.В. Почвенные водоросли // Биокомплексные исследования в Казахстане. Растительные сообщества и животное население степей и пустынь Центрального Казахстана, Т. 1. - М., 1969. - С. 295-306.
18 Лавренко Е.М. Провинциальное разделение Центральноазиатской и Ирано-Туранской подобласти Афро-Азиатской пустынной области; Рачковская Е.И., Саф-ронова И.Н. Новая карта ботанико-географического районирования Казахстана и Средней Азии в пределах пустынной области // Геоботаническое картографирование. 1992. - СПб., 1994. - С. 33-49.
\о о со ч ш о. О
