CC BY
58
ЭКОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
УДК 631.466.3:582.26 Р. Ф. Хасанова , Р. Р. Шалыгина (Сафиуллина)2, И. Е. Дубовик3
Сибай1, Апатиты2, Уфа , Россия
ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА ЦИАНОБАКТЕРИАЛЬНО-ВОДОРОСЛЕВЫЕ ЦЕНОЗЫ
Аннотация. Изучена эколого-таксономическая характеристика и структура цианобактериально-водоросле-вых ценозов (ЦВЦ) чернозема обыкновенного под бобовыми и злаковыми фитомелиорантами в условиях Зауралья Республики Башкортостан (РБ).
При исследованиях использованы классические методы, используемые в альгологии.
Анализ ЦВЦ под фитомелиорантами выявил 134 таксона цианопрокариот и водорослей, которые относятся к 70 родам, 36 семействам, 15 порядкам и 9 классам из пяти отделов: Chlorophyta, Cyanoprokaryota, Xanthophyta, Bacillariophyta, Euglenophyta. При более высоких температурных показателях воздуха и недостатке влаги выпадают представители эвгленовых, уменьшается количество видов диатомей и желтозеленых водорослей. Выявлена отрицательная корреляционная связь между биоразнообразием ЦВЦ и средними температурными показателями воздуха (г = — 0,99). С повышением температурных показателей воздуха происходит выпадение атр-форм, спектр экобиоморф ЦВЦ в это время менее разнообразен. При сравнении экобиоморф ЦВЦ выявлена характерная для сукцессии смена состава под бобовыми и под злаковыми травами, в головной части спектра преобладают представители CF-формы, возрастает число влаго- и тенелюбивых Х-форм. Наблюдается вытеснение водорослей Р-формы, которые чаще всего относятся к участкам с нарушенным покровом. Неизменным остается пребывание в спектре на лидирующем месте представителей убиквистов Ch-форм.
Под многолетними бобовыми растениями выявлено 18 видов азотфиксирующих цианобактерий, под злаковыми — 13. Общее число видов в почве под бобовыми почти в 2 раза больше показателей под злаковыми. По-видимому, небольшое проективное покрытие бобовых трав способствует затенению фитогенного поля, что оказывает благоприятное воздействие на водоросли, которые в большинстве случаев проявляют черты R-стратегов, эксплерентов, способных быстро занимать свободные пространства.
Ключевые слова: чернозем обыкновенный; почвенные цианобактерии и водоросли; экобиоморфы; фитоме-лиоранты.
Сведения об авторах: Резеда Фиргатовна Хасанова1, кандидат биологических наук, заведующая лабораторией экологии и рационального природопользования; Регина Ринатовна Шалыгина (Сафиуллина)2, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории экологии микроорганизмов; Ирина Евгеньевна Дубовик3, доктор биологических наук, профессор кафедры ботаники.
Место работы: Институт региональных исследований Республики Башкортостан1; Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН'; Башкирский государственный университет3.
Контактная информация: '453837, Республики Башкортостан, г. Сибай, ул. Кутузова, д. 1, e-mail :[email protected]; 2184209, Мурманская область, г.Апатиты, Академгородок 14а, e-mail:regina [email protected]; 450076, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Заки Валиди, д. 32, e-mail:dubo [email protected].
Введение. Эдафофильные цианобактериаль-но-водорослевые ценозы (ЦВЦ) — важная составляющая наземных экосистем (Штина, Гол-лербах 1976; Дубовик 1995). Многими авторами доказано, что цианопрокариоты и водоросли входят в состав любого типа почв (Голлербах, Штина 1969; Андреева 1998, и др.), которые несут большую функциональную, экологическую и фитоценотическую нагрузку. В связи с тем, что водоросли реагируют на изменение экологической ситуации, их широко используют как индикаторные организмы (Кабиров, Гайсина, 2009). Взаимодействуя с составляющими почвы и высшими растениями, они принимают разнообразное участие в почвенных процессах (Андреева 1998), являются продуцентами органического вещества (Кабиров, Гайсина 2009), представляют собой источник дополнительной биомассы (Singh et al. 1990). Общеизвестно значение водорослей в формировании почвенной структуры (Marathe
1972; Сафиуллина 2013): выделяя в окружающую среду различные слизистые вещества, они способствуют склеиванию минеральных частиц субстрата, которые после подсыхания противостоят размыванию (Дубовик 1995, 2000, 2004, 2005).
Численность почвенных цианопрокариот и водорослей в большей степени зависит от влажности, температуры почвы и влияния высших растений. Цель работы — изучение влияния климатических показателей на состав и структуру ЦВЦ под бобовыми и злаковыми фитомелиорантами.
Материалы и методы. Исследования проводились в 2009—2011 гг. на черноземе обыкновенном тяжелосуглинистом среднегумусном, наиболее распространенном в условиях степного Зауралья РБ.
Изучались образцы почв под следующими аг-роценозами: пашня с посевом многолетних трав (люцерна синегибридная, эспарцет песчаный,
донник желтый, житняк гребневидный, кострец безостый); естественное пастбище с преобладанием в составе травостоя следующих видов трав: ковыль волосатик, овсяница ложноовечья, пырей ползучий. Возраст полей под посевом многолетних сеяных трав на начало опыта (2009 г.) составлял около 5—7 лет.
Исходные материалы были собраны в ходе полевых экспедиций по районам Зауралья, организованных в летние сезоны. При закладке пробных площадок и полевых опытов выбирались выровненные, однородные участки. Образцы почвы отбирались из горизонта 0—10 см в пяти точках в трехкратной повторности на месте произрастания растений (биогеоценотических полях).
Почвенные ЦВЦ изучались методом чашечных культур со стеклами обрастания, а также использовались жидкие культуральные и агаризо-ванные среды (Штина, Голлербах 1976; Кузяхме-тов 2006). Идентификацию видов проводили по определителям (Голлербах, Полянский, 1953; Андреева 1998; Матенко, Догадша 1978), оценку обилия осуществляли по 3-балльной системе (Дубовик 1995). Характеристика ЦВЦ, состав экобиоморф приведен по классификации Э. А. Штиной и М. М. Голлербаха (1976). Методом культурального подсчета по таблице Мак-Креди проводили учет численности клеток почвенных цианобактерий и водорослей (Хазиев, Кабиров 1986). Состав морфотипов ЦВЦ определяли по классификации Ж. Ф. Пивоваровой, JI. В. Факторович (2001). С помощью программного модуля «GRAPHS» в работе представлен коэффициент общности Серенсена-Чекановского (Новаковский 2004).
Результаты и обсуждение. Эколого-таксо-номический анализ ЦВЦ под разными фитоме-лиорантами на черноземе обыкновенном позволил выявить 134 видовых и внутривидовых таксона цианопрокариот и водорослей, которые относятся к 70 родам, 36 семействам, 15 порядкам и 9 классам из пяти отделов: Chlorophyta, Cyanoprokaryota, Xanthophyta, Bacillariophyta, Euglenophyta.
Динамика таксономической структуры ЦВЦ по годам исследования показала, что лидирую-
щими отделами остаются Chlorophyta и Cyanoprokaryota (табл. 1).
Таблица 1
Таксоны Встречаемость, %
2009 2010 2011
Chlorococcum infusionum 60 46 71
Dictyococcus varians 60 - 21
Mychonastes homosphaera 40 46 36
Bracteacoccus minor 40 8 29
Coccomyxa konfluens 50 8 14
Chorella vulgaris 30 31 71
Pseudococcomyxa simplex 30 54 -
Macrochloris dissecta Korsch. - 10 43
Han tzsch ia amph ioxys 80 23 29
Nostoc linckiaf. linckia - 100 64
Nostoc linckia f. humifüsum - - 50
Nostoc commune 10 - 50
Leptolyngbya boryana 50 69 93
Phormidium autumnale 70 23 43
Phormidium breve 50 54 7
Microcystis aeruginosa 20 54 -
Anabaena constricta - 92 64
Trichormus variabilis f. variabilis 20 23 50
Cylindrospermum licheniforme. f. licheniforme - 46 50
Microcoleus vaginatus 40 23 7
Число видов цианопрокариот увеличивается с годами (табл. 2). При более высоких температурных показателях воздуха и недостатке влаги в 2010 г. пропадают некоторые семейства, многие из которых возвращаются в 2011 г., так, исчезают эвгленовые виды, уменьшается количество диа-томей и желтозеленых водорослей. В 2010 г., по сравнению с прошедшим, происходит выпадение Ршпи1апасеае, Р1еигосЫопс1асеае, 01осоЬоЦу-с1асеае, 11е1егоМс11асеае, ТпЬопеша1асеае, Ег^1епасеае, С^аПаШпасеае, БсЫгоМсЬасеае, 8^опета1асеае. Большая часть перечисленных семейств является одновидовыми и, вероятно, представлены заносными видами. В 2011 г. выявляются одно- и двувидовые семейства, которые ранее не отмечались — СЬагашасеае, 8сспс-«Зезтасеае, УаисЬепасеае, ВойуосЫопсксеае, М1сгосЬае1асеае.
Таблица 2
Число видовых таксонов ЦВЦ и климатических показателей по годам
Показатели 2009 г. 2010 г. 2011 г.
Число видов ЦВЦ, всего 65 61 85
Число видов ЦВЦ в почве под злаковыми травами 32 (6,4)* 40 (5,0) 69 (8,6)
Число видов ЦВЦ в почве под бобовыми травами 50(12,5) 51 (12,6) 57(11,4)
Средняя температура воздуха, °С (июнь) 20,2^),61 21,0—0,48 16,6±0,32
Влажность почвы в слое 0—5 см, % 14±2 9±1 11±1
Примечание: * — в скобках среднее число видов в пробе
Средний показатель температуры воздуха за 2009 г. показатель аридности почв составил 0,57; июнь варьирует в пределах от 16,6°С до 21°С. В в 2010 г. — 0,84; в 2011 г. — 0,78. Корреляцион-
ный анализ выявил достоверную сильную отрицательную связь (г = -0,99) между биоразнообразием ЦВЦ и средними температурными показателями воздуха. Выявлено, что условия года по климатическим параметрам оказывают большее влияние на ЦВЦ, чем высшие растения, что подтверждено многофакторным дисперсионным анализом.
За годы исследования ведущие порядки ЦВЦ практически схожи (табл. 3), ведущее место занимает порядок СЫогососса1е5, а также порядки С)5а11а1:опа1е5, СЫог(Ш1гста1е5, СЫатус1отопа-(Ыеэ, Мо81оса1е8.
Таблица 3
Ведущие порядки ЦВЦ_
Год Таксоны
2009 Chlorococcales (19), Oscillatoriales (13), Chlorosarcinales (6), Chlamydomonadales (5), Nostocales (4), Naviculales (4)
2010 Chlorococcales (17), Oscillatoriales (12), Nostocales (11), Chlorosarcinales (5), Chlamydomonadales (6)
2011 Chlorococcales (25), Nostocales (20), Oscillatoriales (10), Chlorosarcinales (8), Chlamydomonadales (5), Heterococcales (5)
Известно, что Hantzschia amphioxys (Ehr.) Grun. относится к основном доминантам степных фитоценозов Башкортостана (Фазлутдинова, Хайбуллина 1999), в то же время угнетающее воздействие на нее оказывает опад, плотная дерновина и густой травостой (Штина 1971; Фазлутдинова, Кабиров 2013). По результатам наших исследований, в 2009 г. порядок Naviculales является ведущим, также с высоким баллом обилия (встречаемостью более 80%) отмечается вид Hantzschia amphioxys. В 2011 г. в числе ведущих порядков выявлен Heterococcales, что связано, видимо, с появлением amph-форм водорослей видов рода Botryochloris из отдела желтозеленых, которые приурочены к корневым зонам растений. Также отмечается вид Ellipsoidion solitare, являющийся незасухоустойчивым представителем Х-формы.
В целом спектр ведущих семейств идентичен, однако в 2011 г. появляется Nostocaceae. По родам в 2009 г. лидирует Navícula, в 2011 г. появляется АпаЪаепа, превалируют представители родов цианобактерий. За период исследований неизменными остаются представители родов Chlamydomonas, Phormidium, их присутствие объясняется приспособлением видов этих родов к условиям среды, например, хламидомонады переносят неблагоприятные условия в виде спор или переходят в пальмеллоидное состояние. При благоприятных условиях виды рода Chlamydomonas вырабатывают жгутики и становятся подвижными (Штина, Голлербах 1976;
Кудряшов и др. 1979). Виды рода РИогт'иИит относятся к типичным ксерофитам.
Встречаемость видов ЦВЦ по годам сильно варьирует. Повышенные показатели пропорций флор отмечены в 2011 г., который характеризовался более низкими показателями температуры. Видовая насыщенность родов остается приблизительно на одном значении — от 1,63 до 1,7 (табл. 4).
Таблица 4
Сравнение пропорций фло] j в разные годы
Пропорции флор 2009 г. 2010 г. 2011 г.
Вид/род 1,63 1,42 1,7
Вид/семейство 2,50 2,90 3,2
Род/семейство 1,54 2,05 1,9
Анализ ЦВЦ по жизненным формам показал, что в 2010 г. при более высоких температурных показателях воздуха происходит выпадение атрЬ-форм, спектр экобиоморф ЦВЦ в это время менее разнообразен, чем в 2009 и 2011 гг. (табл. 5).
Таблица 5
Жизненные формы ЦВЦ в почве
под бобовыми и злаковыми травами
Бобовые Число таксонов
2009 Ch18C6X5B5P4H3hydr3M2CF2 amphiPFi 50 (4)*/ 12,5**
2010 Ch14CF10PvC6X4hydr3H,B2 PFM 51(4)/ 12,6
2011 ChieCFnXioCsPjPFsamphohydriHiNF iV,M, 57 (5)/ 11,4
Злаковые
2009 Chi iP6B3C2H2 amph2hydr ,X [M ,NF i CF iPF i 32 (5)/ 6,4
2010 Ch10P7X6CF5C5hydr2B2H1M1PF1 40(8)/ 5,0
2011 Ch19CF14X11P9C6B4amph2PF2H1NF1 69(8)/ 8,6
Всего
2009 Ch22P1oC6X6B5H4hydr4 amph2M2CF2PF,NF, 65 (9)/ 9,45
2010 Ch17P9CF10C8X6hydr4H3B2M1PF1 61 (12)/ 8,8
2011 Ch22CK l6X 15P<)QB4P K4amph3 H2N К, M iVihydr! 85(13)/ 10,0
Примечение: * — количество видов растений, ** — среднее число видов ЦВЦ в пробе
При сравнении экобиоморф ЦВЦ выявлена характерная для сукцессии смена состава, так, в 2011 г. под бобовыми и под злаковыми травами в головной части спектра преобладают представители СБ-формы, возрастает число влаго- и тенелюбивых Х-форм, вытесняя Р-формы, которые чаще всего относятся к участкам с нарушенным покровом. Неизменным остается пребывание на
лидирующем месте в спектре представителен убиквистов СЬ-форм.
Таксономическая характеристика ЦВЦ по годам показала, что в почве под злаковыми травами выявлено число трех ведущих порядков: 08сЛ]аГо1та]с8, СЫогососса1е5, Моз1;оса1е8. В более
увлажненном 2011 году наблюдается увеличение числа ведущих семейств и родов. В почве под многолетними бобовыми травами количество видов ЦВЦ значительно больше во все годы исследования (табл. 6).
Таблица I
Таксономическая характеристика ЦВЦ в почве разными травами
Показатели Травы естественных Многолетние Многолетние Однолетники
сообществ злаковые бобовые (нут, пшеница)
2009 г.
Формула СЫог12Суап11ХаШ2ВасЗЕи 8' СуапЗСЫог2 Вас1 СЫог25Суап11 В ас 6 Хагй5 Е1щ1 СЫог12Вас1 Суап1
Всего видов 29 6 48 13
Число видов 15 (3)* 6(1) 20 (3) 7(2)
2010 г.
Формула СЫог12Суап10 ВасЗ ХапП Суап11СЫог11 СЫог25Суап24 Вас2 Суапб СЫог5
Всего видов 26 22 51 11
Число видов 16(3) 7,7 (4) 20 (4) 11(1)
2011 г.
Формула Суап20СЫог14Вас4 Хат2 СЫог26 Суап 16Ха1й2В ас 1 Егщ 1 СЫог29Суап22 Хап1б СЫог14Суап5 Вас 1
Всего видов 40 46 57 20
Число видов 19(3) 19(4) 18(5) 20
Всего
Формула Суап29СЫог25Вас6 Хап15Е1щ1 СЫог32Суап 21ХаШ2Вас1Е1щ1 СЫог47Суап36 ХапПОВасб Егщ1 СЫог27Суап 9Вас1
Число видов 66 57 100 37
Азотфиксаторы 13 12 18 3
Примечание: * — среднее число видов цианопрокариот и водорослей под растениями, в скобках — количество видов высших растений
В почве под всеми изученными растениями всего выявлено 24 вида азотфиксирующих циа-нобактерий, 18 видов — в почве под многолетними бобовыми растениями, 13 видов — под злаковыми травами. Под бобовыми выявлено наибольшее видовое разнообразие ЦВЦ. По среднему значению, число видов в почве под бобовыми почти в 2 раза больше показателей под злаковыми. Бобовые травы создают в почве особые благоприятные условия для развития ЦВЦ, что, по-видимому, связано с небольшим проективным покрытием представителей бобовых трав и затенением фитогенного поля, отсутствием мощной подстилки, что не оказывает угнетающего воздействия на водоросли, которые в большинстве случаев проявляют черты К-стратсгов, экспле-рентов, способных быстро занимать свободные пространства (Штина 1971; Кузяхметов 2006).
ЛИТЕРАТУРА
Андреева В. М. 1998. Почвенные и аэрофильные зеленые водоросли (СЫогорИ^а: Те1газрога1ез, СЫогососса1ез, СЫогозагстакв). Санкт-Петербург: Наука.
Водоросли: справочник. 1989 // Вассер С. П. (ред.). Киев: Наукова Думка.
Голлербах М. М„ Штина Э. А. 1969. Почвенные водоросли. Ленинград: Наука.
Голлербах М. М„ Полянский В. И. 1953. Определитель пресноводных водорослей СССР. Синезелёные водоросли. Вып. 2. Москва: Советская наука.
Дубовик И. Е. 1995. Водоросли эродированных почв и альгологическая оценка почвозащитных мероприятий. Уфа: Башкирский университет.
Дубовик И. Е. 2000. Трансформация альгоценозов эродированных почв лесостепи // Почвоведение 8, 966—972.
Таким образом, сравнительный анализ видового состава почвенных водорослей и цианобак-терий в разные годы исследований показал относительно невысокую степень их сходства по коэффициенту Серенсена-Чекановского, зачастую он не превышал 50% (в 2009 г. — 51,2%, в 2010 г. — 61,5%, 2011 г. — 62,9%), что доказывает специфичность ЦВЦ под каждым видом фитомелио-ранта и гетерогенность почвенных условий.
При более высоких значениях температуры воздуха и недостатке влаги из состава ЦВЦ пропадают эвгленовые, уменьшается количество диатомей и желтозеленых водорослей. Выявлено, что климатические условия года оказывают наиболее выраженное влияние на ЦВЦ, чем высшие растения.
Дубовик И. Е. 2004. Влияние почвозащитных приемов на развитие водорослей в лесостепных почвах Предуралья // Почвоведение 7, 852—858.
Дубовик И. Е. 2005. Состав и распространение эпифитных водорослей в городских экосистемах // Мировое сообщество: проблемы и пути решения 18, 114—119.
Кабиров Р. Р., Гайсина Л. А. 2009. Показатели продуктивности почвенных водорослей в наземных экосистемах // Почвоведение 2, 1475—1480.
Кудряшов Л. В., Гуленкова М. А., Козлова В. Н., Родионова Г. Б. 1979. Ботаника с основами экологии: Учеб. пособие для пед. ин-тов по спец. № 2121 «Педагогика и методика нач. обучения». Москва: Просвещение.
Кузяхметов Г. Г. 2006. Водоросли зональных почв и лесостепи. Уфа: РИО БашГУ.
Новаковский А. Б. 2004. Возможности и принципы работы программного модуля «Graphs» // Автоматизация научных исследований 27. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН.
Пивоварова Ж. Ф., Факторович Л. В. 2001. Почвенные водоросли пойменных субстратов континентальной дельты реки Шивилиг-Хем Убсунурской котловины Тувы // Сибирский экологический журнал. Т. VIII. № 4, 435—441.
Сафиуллина Р. Р. 2014. Цианобактериально-водорослевые ценозы чернозема обыкновенного под растениями-фитомелиорантами в Зауралье Республики Башкортостан: Автореф. дис... канд. биол. наук. Уфа.
Фазлутдинова А. И., Кабиров Р. Р. 2013. Почвенные диатомовые водоросли Южного Урала. Уфа: Гилем.
Фазлутдинова А. И., Хайбуллина Л. С. 1999. Альгосинузии степных фитоценозов Башкирского Зауралья // Актуальные проблемы биологии и экологии: Тез. докл. VI молодежной науч. конф. Сыктывкар: Ин-т биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН, 269—270.
Хазиев Ф. X., Кабиров Р. Р. 1986. Количественные методы почвенно-альгологических исследований. Уфа: БФАН СССР.
Штина Э. А. 1971. Биомасса водорослей в почвах СССР // Биологическая продуктивность и круговорот химических элементов в растительных сообществах. Ленинград: Наука, 171—175.
Штина Э. А., ГоллербахМ. М. 1976. Экология почвенных водорослей. Москва: Наука.
MameieHKO О. М„ Догадша Т. В. 1978. Жовтозелеш водоросп — Xanthophyta // Визначник прюноводних водоростей УРСР. Т. 10. Ки'в: Наукова думка.
Marathe К. 1972. Role of some blue-green algae in soil aggregation // Taxonomy and biology of blue-green algae. Madris: University Madras University, 328—338.
Singh S., Prasad R, Singh В. V., Goyal S. K., Sharma S. N. 1990. Effect of green manuring, blue-green algae and neem-cake-coated urea on wetland rice (Oryza sativa L.) // Biology and Fertility of Soils 9, 235—238.
REFERENCES
Andreeva V. M. Pochvennye i ajerofilnye zelenye vodorosli (Chlorophyta: Tetrasporales, Chlorococcales, Chlorosarcinales) [Soil and aerophilic green algae (Chlorophyta: Tetrasporales, Chlorococcales, Chlorosarcinales)]. St. Petersburg: Nauka, 1998. 351 p. (In Russian).
Vodorosli: spravochnik [Algae: A guidance book]. Edited by S.P. Vasseur. Kiev: Naukova Dumka, 1989. 608 p. (In Russian).
Hollerbach M. M., Shtina E. A. Soil algae [Soil algae], Leningrad: Nauka, 1969. 228 p. (In Russian).
Hollerbach M. M., Polyansky V. I. Opredelitel presnovodnykh vodoroslej SSSR. Sine-zelyeniye vodorosli [Key to freshwater algae growing in USSR. Blue-green algae]. Vol. 2. Moscow: Sovetskaya nauka, 1953. 653 p. (hi Russian).
Dubovik I. E. Vodorosli jerodirovannykh pochv i algologicheskaja otsenka pochvozashhitnykh meroprijatij [Algae of eroded soils and and algological evaluation of soil protection measures], Ufa: Bashkir University Publ., 1995. 154 p. (In Russian).
Dubovik I. E. In: Pochvovedenije [Soil science]. Vol. 8 (2000): 966-972 (In Russian).
Dubovik I. E. In Pochvovedenije [Soil science]. Vol. 7 (2004): 852-858 (In Russian).
Dubovik I. E. In: Mirovoye soobshchestvo: problem i puti reshenija [World community: problems and solutions]. Vol. 18 (2005): 114-119. (In Russian).
KabirovR. Ä„ Gaisina L. A. In: Pochvovedeije [Soil science]. Vol. 12 (2009): 1475-1480 (In Russian).
Kudryashov L. V., Gulenkova M. A.,Kozlov V. N., Rodionov G. B. Botanika s osnovami ekologii: ucheb. Posobiye dlya ped. in-tov po spets. №2121 "Pedagogika i metodika nach, obucheniya" [Botany with fundamentals of ecology: A textbook for students of educational institutions majoring in course #2121 "Pedagogy and methodology of primary education"] Moscow: Prosveshcheniye, 1979. 320 p. (In Russian).
Kuzyakhmetov G. G. Vodorosli zonalnykh pochv i lesostepi [Algae of zonal and steppe soils: A monograph], Ufa: RIO Bashkir State University, 2006. 286 p. (In Russian).
NovakovskyA. B. In: Avtomatizatsiya nauchnykh issledonaviy [Research automation]. Vol. 27 (2004): 31. Syktyvkar: Komi Science Centre, Ural Department of the Russian Academy of Sciences. (In Russian).
Pivovarova J.F., Factorovich L. V. In: Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal [Siberian journal of ecology]. Vol. VIII, Issue 4 (2001): 435-441. (In Russian).
Safiullina R. R. Tsianobakterialno-vodoroslevye tsenozy chernozema obyknovennogo pod rasteniyami-fitomeliorantami v Zauralje Respubliki Bashkortostan: Avtoref.dis.... kand. biol. nauk. [Cyanobacterial - algal cenoses of ordinary black soil used for growing phytoameliorants in the Trans-Ural territories of the Republic of Bashkortostan: An author abstract of the thesis for the degree of Candidate of Biological Sciences], Ufa, 2014. 20 p. (In Russian).
Fazlutdinova A. /., Kabirov R. R. Pochvennye diatomovye vodorosli Yuzhnogo-rala [Soil diatomic algae growing in the Southern Urals], Ufa: Gilem, 2013. 128 p. (In Russian).
Fazlutdinova A. Z, Khaibullina L. S. In: Aktualniye problem biologii i ekologii: Tezisy dokladov VI molodezhnoy nauchnoy konferentsii [Topical problems of biology and ecology: Proceedings of the VI Youth Scientific Conference], Syktyvkar: Komi Science Centre, Ural Department of the Russian Academy of Sciences, 1999. Pp. 269-270. (hi Russian).
Khaziev F. H., Kabirov P. P. Kolichestvennye metody pochvenno-algologicheskikh issledovanij [Quantitative methods of soil - algological research], Ufa: Bachkir Branch of the USSR Academy of Sciences, 1986. 172 p. (In Russian).
Shtina E. A. In: Biologicheskaya produktivnost i krugovorot khimichesikli elementov v rastitelnykh soobshchestvakli [Biolgical productivity and circulation of chemical elements in plant communities]. Leningrad: Nauka, 1971. Pp. 171-175. (In Russian).
Shtina E. A., Höllerbach M. M. Ekologiya pochvennykh vodoroslej [Ecology of soil algae], Moscow: Nauka, 1976. 143 p. (hi Russian).
Matvienko О. M., Dogadina Т. V. In: Viznachnik prisnovondikh vodorosley URSR. Vol. 10. Kiev: Naukova dumka, 1978. 512 p. (hi Ukrainian).
Marathe K. Role of some blue-green algae in soil aggregation. In: Taxonomy and biology of blue-green algae. Madris. 1972. 328-338.
Singh S., Prasad R.. Singh В. V., Goyal S. K, Sharma S. N. Effect of green manuring, blue-green algae and neem-cake-coated urea on wetland rice (Oryza sativa L.). In: Biology and Fertility of Soils. Springer-Verlag. Vol. 9 (1990): 235-238.
R. F. Khasanova1, R. R. Shalygina (SafiuUina)2,1. E. Dubovik3
Sibay1, Apatity'2, Ufa2, Russia
CLIMATE IMPACT ON CYANOBACTERIAL-ALGAL CENOSES
Abstract. The present paper studies ecological and taxonomic characteristics and structure of cyanobacterial-algal cenoses (CAC) of ordinary black soil used for growing legumes and cereals as phytoameliorants in Trans-Ural Republic of Bashkortostan.
The study is based on classical algology methods.
CAC analysis of soils used for growing phytoameliorants allowed identifying 134 cyanoprocaryote and algae taxa belonging to 70 genera, 36 families, 15 orders and 9 classes of five groups, including Chlorophyta, Cyanoprokaryota, Xanthophyta, Bacillariophyta, and Euglenophyta. With higher air temperatures and lack of moisture, the amount of euglenophytes drops completely, whereas the amount of yellow-green algae and diatoms declines. The analysis revealed negative correlation between CAC biodiversity and medium air temperature (r = — 0.99). With higher air temperatures, the amount of amp-forms drops and the range of CAC ecobiomorphs is less diverse. When comparing CAC ecobioforms, we revealed a change in soil composition typical for succession in case the soil is used for growing legumes and cereal grasses. The head end of the spectrum is dominated by CF-forms, and the number of hydrofilious and sciophiolous X-forms increases. The P-form algae, oftern related to the areas of disturbed land, are displaced. Ch-form ubiquists remain their leading position in the spectrum.
The soil used for growing perennial legumes had 18 species of nitrogen-fixing cyanobacteria, the soil used for cereals had 13 species correspondingly. The total number of species revealed in soil used for growing legumes is almost 2 times more than the one revealed in soil used for cereals. Apparently, a small protective cover layer of legumes provides more shade for algae displaying the features of R-strategists and explerents and able to occupy the available space quickly.
Key words: ordinary black soil; soil cyanobacteria and algae; ecobiomorphs; phytoameliorants.
About the authors: Rezeda Firgatovna Khasanova1, Candidate of Biological Sciences (PhD), Head of Laboratory for Ecology and Environmental Management; Regina Rinatovna Shalygina (Safiullina)2, Candidate of Biological Sciences (PhD), Researcher of the Laboratoty for Microbial Ecology; Irina Yevgenievna Dubovik3, Doctor of Biological Sciences, Professor at the Department of Botanies.
Place of employment: Institue for Regional Studies of the Republic of Bashkortostan; institute of North Industrial Ecology Problems, Kola Science Centre, Russian Academy of Sciences; 3Bashkir State University.
УДК 581.5: 504.738 (1-925.11) Б. Ф. Свириденко1, Ю. А. Мурашко1,
Т. В. Свириденко1, А. Н. Ефремов 2
Сургут , Омск, Россия
ТОЛЕРАНТНОСТЬ ГНДРОМАКРОФНТОВ К АКТИВНОЙ РЕАКЦИИ, МИНЕРАЛИЗАЦИИ И ЖЁСТКОСТИ ВОДЫ В ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ РАВНИНЫ
Аннотация. В 2015 г. в ходе экспедиционных работ обследовано 98 водных объектов Западно-Сибирской равнины. Выполнено синхронное изучение биологического разнообразия гидромакрофитов и параметров водной среды в гидроэкотопах Тюменской (включая Ханты-Мансийский автономный округ) и Омской областей. С юга на север охвачена территория между 54°20' с.ш. и 61°40' с.ш., с запада на восток — между 63°30' в.д. и 74°50' в.д. Целью работы являлось совершенствование системы фитоиндикации качественного состояния водной среды на основе информации об экологической толерантности гидромакрофитов из разных систематических групп. Всего в 2015 г. в обследованных водных объектах было отмечено 138 видов макроскопических водных растений из 72 родов, 46 семейств, 8 отделов: Rhodophyta — 1 вид, Charophyta — 7, Chlorophyta — 31, Xanthophyta — 5, Bryophyta — 12, Equisetophyta — 1, Polypodiophyta — 2, Magnoliophyta — 79. Для этих видов приведены диапазоны (и отдельные значения) рН, минерализации и жёсткости воды в обследованных гидроэкотопах Западно-Сибирской равнины. Полученные в Ханты-Мансийском автономном округе новые данные подтвердили распространение некоторых видов в экотопах с кислой средой и малыми концентрациями солей, т.е. в ультрапресных, очень мягких водах. Были откорректированы ранее указанные диапазоны водородного показателя (рН) и границы толерантности по отношению к минерализации и жёсткости воды в сторону кислых, ультрапресных, очень мягких вод для Equisetumfluviatile, Nuphar lútea, Nupharpumita, Nymphaea candida, Nymphaea tetrágono, Persicaria amphibia, Hippuris vulgaris, Alisma plantago-aquatica, Eleocharis palustris, Potamogeton gramineus, Phragmites australis, Sparganium angustifolium, Sparganium emersum. Материалы, полученные в южных районах Западно-Сибирской равнины, выявили способность таких видов как Spirogyra decimina, Zannichellia repens выдерживать щелочную среду, высокую минерализацию и жёсткость в сравнении с ранее известными значениями. Для группы видов, впервые отмеченных на Западно-Сибирской равнине (Nitella syncarpa, Spirogyra daedalea, Spirogyra dictyospora, Spirogyra rugulosa, Spirogyra subcolligata, Vaucheria aversa, Chaetophora incrassatd), и для видов, слабо изученных в пределах ареалов (Zygogonium ericetorum, Percursaria percursa, Salvinia natans, Ruppia marítima,
