Научная статья на тему 'Особенности фитоценотической организации почвенных альгогруппировок березовых фитоценозов под воздействием рекреационной нагрузки'

Особенности фитоценотической организации почвенных альгогруппировок березовых фитоценозов под воздействием рекреационной нагрузки Текст научной статьи по специальности «Биология»

CC BY
75
24
Поделиться
Ключевые слова
ПОЧВА / ВОДОРОСЛИ / БЕРЕЗОВЫЕ ФИТОЦЕНОЗЫ / РЕКРЕАЦИЯ

Аннотация научной статьи по биологии, автор научной работы — Белич Н. Ю.

В статье рассматриваются особенности почвенных альгогруппировок березовых фитоценозов. Показано, что в результате рекреационной нагрузки происходит трансформация почвенной альгофлоры. Эти изменения отражаются в фитоценотической организации почвенных водорослей.The peculiarities of birch phytocenosis soil algogroups are considered in the article. It is shown that soil algoflora transformation takes place as a result of recreational loading. These changes are reflected in soil alga phytocenotic organization.

Похожие темы научных работ по биологии , автор научной работы — Белич Н.Ю,

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Особенности фитоценотической организации почвенных альгогруппировок березовых фитоценозов под воздействием рекреационной нагрузки»

10. Цаленко М.Ш. Основы теории информационных ресурсов: задачи и характеристики // Научнотехническая информация. Сер. 1. Организация и методика информационной работы. - 2004. - № 12. -С. 4-7.

-------♦---------

УДК 58+574+908(470) НЮ. Белич

ОСОБЕННОСТИ ФИТОЦЕНОТИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПОЧВЕННЫХ АЛЬГОГРУППИРОВОК БЕРЕЗОВЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ РЕКРЕАЦИОННОЙ НАГРУЗКИ

В статье рассматриваются особенности почвенных альгогруппировок березовых фитоценозов. Показано, что в результате рекреационной нагрузки происходит трансформация почвенной альгофло-ры. Эти изменения отражаются в фитоценотической организации почвенных водорослей.

Ключевые слова: почва, водоросли, березовые фитоценозы, рекреация.

N.Yu. Belich

PHYTOCENOTIC ORGANIZATION PECULIARITIES OF THE BIRCH PHYTOCENOSIS SOIL ALGOGROUPS UNDER THE RECREATIONAL LOAD INFLUENCE

The peculiarities of birch phytocenosis soil algogroups are considered in the article. It is shown that soil algof-lora transformation takes place as a result of recreational loading. These changes are reflected in soil alga phytoce-notic organization.

Key words: soil, alga, birch phytocenosis, recreation.

Введение. Лесные фитоценозы, подвергающиеся рекреационным воздействиям, в первую очередь страдают от вытаптывания напочвенного покрова [1]. В условиях такого антропогенного воздействия на окружающую среду, в частности, на почвенный покров, значительно возрастает роль водорослей как индикаторов первичных стрессовых воздействий. Главное преимущество водорослей состоит в прямом ответе, который отражает стимулирующее или угнетающее воздействие изучаемого фактора [2]. В работе оцениваются фитоценотические показатели альгогруппировок, дополняя друг друга, они дают более полное представление о ситуации, которая возникла в результате рекреационного воздействия.

Цель исследований. Изучение особенностей фитоценотической организации почвенных водорослей березовых фитоценозов под воздействием рекреационной нагрузки.

Материалы и методы исследований. В сравнительном плане были изучены почвенные водоросли двух растительных ассоциаций березовых фитоценозов, располагающихся на территории с. Барышево (в 23 км от центра Новосибирска) Новосибирского сельского района Новосибирской области. Березово-орляково-разнотравная (фоновая) и березово-разнотравая (подверженная рекреационной нагрузке) ассоциации произрастают на серых лесных почвах. Для рекреационного участка была установлена третья стадия дигрессии, на основании методик, принятых в геоботанических исследованиях [3]. Эту стадию устанавливают, если участок является умеренно нарушенным, в нём снижается мощность подстилки, площадь троп составляет 20-30 %. Общее проективное покрытие снижается до 30 %, а доля сорных видов в составе травостоя увеличивается до 10 %. В рассматриваемой березово-разнотравной ассоциации общее проективное покрытие высших растений уменьшается с 65 до 38 % по сравнению с фоновой ассоциацией. Доля сорных видов составляет 12 %. Важным показателем рекреационной нагрузки является увеличивающийся процент тропи-ночных сетей местами до 33 % от исследуемой площади. Происходит снижение мощности подстилки с 5 до 2 см. Влажность почвы нарушенных и ненарушенных фитоценозов резко отличается, и эти перепады варьирует от 58 до 30 %. Увеличивается щелочная реакция среды pH с 6,2 до 7,8. Материалом для почвенно-альгологических исследований послужили 20 усредненных почвенных образцов, состоящих из 10 индивидуальных проб объемом 5 см3 каждый. Пробы отбирались в 2008 году в мае, июле и октябре месяце под эди-фикатором Betula pendulа РоМг и лесными доминантами, а также с открытых участков почвы. Культивирование вели классическим почвенно-альгологическим методом чашечных культур со «стеклами обрастания». Фи-тоценотический анализ проводился через такие показатели, как активность, эколого-ценотическое значение

(ЭЦЗ) [4], рассчитанные на основе встречаемости и обилия, которые являются максимальными в доминантной группе видов. Для определения состава экобиоморф использовали классификацию Э.А. Штиной [5].

Результаты исследований и их обсуждение. В целом было обнаружено 227 видов почвенных водорослей. Все они относятся к 4 отделам, 11 порядкам, 26 семействам и 70 родам почвенных водорослей. Лидером по числу семейств, родов и видов является отдел Chbrophyta. Он составляет около 48 % от аль-гофлоры. Число семейств, родов и видов в отделах Cyanophyta и Xanthophyta почти одинаково (17 и 16 соответственно). Отдел диатомовых водорослей представлен 8 видами, что составляет всего 3 % от альгоф-лоры. Такое соотношение отделов характерно для лесных фитоценозов [5]. Сравнивая таксономическую структуру почвенных водорослей исследуемых ассоциаций, можно отметить, что большее число видов было обнаружено в фоновой ассоциации 187 видов, а в ассоциации под влиянием рекреации 124 вида. Отмечено явное преобладание видов почвенных водорослей отдела Chlorophyta (104 вида) в ассоциации березово-орляково-разнотравной, а для ассоциации, находящейся под влиянием рекреации, лидирующим по числу видов становится отдел Cyanophyta. Виды отдела Xanthophyta уменьшают своё видовое разнообразие в три раза (с 50 до 15 видов) в альгофлоре почв, подверженных рекреации. Отдел Badllarюphyta в обеих ассоциациях представлен одинаковым числом видов (8 видов).

Доминантные альгогруппировки исследованных ассоциаций отражают особенности почвенноэкологических условий березовых фитоценозов. Виды сильно различаются по своей значимости, но каждый из них вносит свой вклад в формирование общей альгофлоры. Для доминантных видов характерны высокие показатели эколого-ценотической значимости (ЭЦЗ свыше 0,4) и активности. Так, для каждой ассоциации выявляются свои доминантные виды, которые в подстилке и почве различны. В подстилке березово-орляково-разнотравной ассоциации выделен хлорхормидио-кокомиксово-хлорелловый комплекс (табл. 1).

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Таблица 1

Некоторые показатели доминантных видов водорослей в подстилке

Показатель Березово-орляково-разнотравная (фоновая) Березово-разнотравная (рекреационно нарушенная)

Chlorella vulgaris Coccomyxa confluens Chlorhormidium flaccidum f. flaccidum Nostoc punctiforme Phormidium foveolarum Chlorella reisiglii

Обилие (мах 6 баллов) 5,2 4,8 4,8 4,8 4,8 4

Встречаемость (мах 100 %) 80 70 70 75 75 70

Активность (мах 7,7) 6,4 5,7 5,7 6,0 6,0 5,3

ЭЦЗ (мах 1) 0,7 0,6 0,6 0,6 0,6 0,5

Этот комплекс формируется в условиях достаточного увлажнения (влажность подстилки от 50 до 55 %) и включает водоросли, среди которых преобладают зеленые. В доминантный состав подстилочного альгоком-плекса входят мелкоклеточные колониально-коккоидные и нитчатые морфотипы. Chlorella vulgaris является типичным видом убиквистом и не удивительно, что этот вид имеет самые высокие показатели как встречаемости, так и активности, в сложившемся комплексе. Coccomyxa confluens, благодаря образованию мощных слизистых колоний, создаёт благоприятные условия для произрастания других видов почвенных водорослей и, имея высокий показатель ЭЦЗ (0,6), может характеризоваться как «эдификатор», играющий роль в сложении структуры альгокомплекса. Также одним из доминатов является вид Chlorhormidium flaccidum f. flaccidum - типичный представитель подстилки лиственных лесов, предпочитающий достаточное увлажнение. Для подстилки березово-разнотравной ассоциации характерен совершенно другой альгокомлекс, так, помимо видов убиквистов (Chlorella reisiglii, Chlorella vulgaris), она представлена в основном видами отдела синезеленных водорослей Phormidium foveolarum, Nostoc punctiforme, они имеют мягкое расплывающееся влагалище у нитей, склеивающее их в своеобразные пленчато-кожистые дерновинки [6]. Поэтому они активно могут развиваться

при разреженном пологе высших растений, а слабая задернованность почвы и отсутствие опада создают благоприятные условия для развития этих водорослей.

В почве березово-орляково-разнотравной ассоциации преобладают зеленые теневыносливые водоросли мезоморфной природы, свидетельствующие о благоприятных условиях среды, созданных высшими растениями (табл. 2).

Таблица 2

Некоторые показатели доминантных видов водорослей в почве

Показатель Березово-орляково-разнотравная (фоновая) Березово-разнотравная (рекреационно нарушенная)

Stichococcus bacillaris Chlorococcum infusionum Chlorella vulgaris Stichococcus atomus Oscillatoria boryana Chlorococcum minimum

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Обилие (мах 6 баллов) 5,2 5,2 5,2 4,8 4 4

Встречаемость (мах 100 %) 85 80 75 80 75 70

Активность (мах 7,7) 6,6 6,4 6,2 6,2 5,4 5,3

ЭЦЗ (мах 1) 0,73 0,7 0,7 0,6 0,5 0,5

В почве березово-разнотравной ассоциации альгокомлекс состоит из видов родов встречаемых и в бере-зово-орляково-разнотравной ассоциации, однако присутствие видов рода Oscillatoria свидетельствует о нарастании ксероморфных условий существования, которые непосредственно связаны с вытаптыванием почвы [7]. В качестве защитных механизмов у них служит наличие слизистых чехлов и капсул, утолщение клеточных стенок, образование дополнительных пигментов, накопление клетками продуктов запаса в виде зерен крахмала и масел [8]. Характер ассоциирования водорослей в подстилке и почве определяется ценотическими взаимоотношениями между ними, а также особыми условиями среды, создаваемыми высшими растениями.

Состав и соотношение жизненных форм почвенных альгогруппировок отражает экологические условия, создавшиеся в исследуемых ассоциациях. Общая формула жизненных форм: X73Ch53C33P20H15CfeB8amph7M5hydr4Nf1. Превалируют водоросли X и Ch жизненной формы, которые являются характерными представителями лесных сообществ, так как это теневыносливые виды, живущие под пологом травостоя, неустойчивы к засухам и экстремальным температурам. Третье место занимают виды С-формы - это колониальные и нитчатые формы, которые могут образовывать обильную слизь, обитают как в толще почвы, так и на ее поверхности, образуя тонкие слизистые пленки и хлопья. Все эти три жизненные формы водорослей являются основой для формирования биологических спектров обеих ассоциаций, однако существуют и различия (рис.).

X Ch С Н В Р amph Cf hvdi М Nf

Соотношение жизненных форм исследуемых ассоциаций березовых фитоценозов

В основном это касается H-формы, которая с большим числом видов (14 видов) встречается в спектре жизненных форм березово-орляково-разнотравной ассоциации. Это нитевидные зеленые водоросли из рода Chlorchormidium, Ulotrix. Они не устойчивы против засухи и сильного света, чего не скажешь про P-форму, представители которой активно развиваются в почвах рекреационного участка (20 видов). К этой форме относятся синезеленные, не образующие значительной слизи (Phormidium, Plectonema).

Анализ альгофлоры по жизненным формам показал, что во всех изученных ассоциациях преобладают широко распространенные виды убиквисты. Однако для естественной ассоциации характерны водоросли, тяготеющие к затененным местообитаниям с устойчивой влажностью, а для водорослей, обитающих в антропогенно нарушенной ассоциации, виды приспособленные тем или иным образом к перепадам влажности, температуры и высоким показателям плотности почвы.

Выводы

Таким образом, исследования по изучению почвенных водорослей, подверженных рекреации, позволяют сделать следующие обобщения: в целом для ассоциаций исследуемых березовых фитоценозов было определено 227 видов, все они относятся к 4 отделам, 11 порядкам, 26 семействам и 70 родам почвенных водорослей. Между собой рассматриваемые ассоциации отличаются как по числу семейств и родов, так и по числу видов и их соотношению между ведущими отделами почвенных водорослей. Исследования показали, что при средней степени рекреационной нагрузки общее число видов почвенных водорослей снижается, при этом доля синезелёных водорослей увеличивается в два раза, а желто-зелёных уменьшается в три раза. Были выявлены отличительные особенности альгогруппировок подстилки и почвы исследованных ассоциаций березовых фитоценозов. Такие структурные особенности альгогруппировок почвенных водорослей имеют биоиндикационное значение для оценки современного состояния лесных экосистем в зоне рекреационной нагрузки и могут быть использованы для биомониторинга окружающей природной среды.

Литература

1. Тарасов А.И. Рекреационное лесопользование. - М.: Агропромиздат, 1986. - 176 с.

2. Штина Э.А. Почвенные водоросли как экологические индикаторы // Бот. журнал. - 1990. - Т. 75. - № 1. -

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

С. 441-452.

3. Горчаковский П.П., Телегова О.В. Сравнительная оценка уровня синантропизации растительного покрова особо охраняемых природных территорий // Экология. - 2005. - № 6. - С. 403-408.

4. Кабиров Р.Р., Шилова И.И. Почвенные водоросли свалок и полигонов твердых бытовых отходов в условиях крупного промышленного города // Экология. - 1990. - № 5. - С. 10-18.

5. Алексахина Т.И., Штина Э.А. Почвенные водоросли лесных биогеоценозов. - М.: Наука, 1984. - 148 с.

6. 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.

7. Рахматуллина И.В. Альгологическая оценка состояния экосистем НП «Башкирия» при рекреационной нагрузке // Проблемы экологии в современном мире: мат-лы II Всерос. конф. - Тамбов: Изд-во ТГУ, 2005. - С. 56-59.

8. Штина Э.А., Голлербах М.М. Экология почвенных водорослей. - М.: Наука, 1976. - 143 с.