CC BY
88
БІЯЛАГІЧНЫЯ НАВУКІ
3
Б І Я Л А Г І Ч Н Ы Я Н А В У К І
УДК 582.26/27:631.4:581.5
Ю. М. Бачура, О. М. Храмченкова
ВОДОРОСЛИ ПОЧВ ПОЛИГОНА ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ И НЕКОТОРЫХ УЛИЦ г. ГОМЕЛЯ
Изучен состав почвенных водорослей Гомельского городского полигона твердых бытовых отходов и некоторых улиц г. Гомеля (Беларусь). Выявлено 77 видов водорослей, относящихся к 50 родам, 35 семействам, 21 порядку, 7 классам отделов Cyanophyta, Xanthophyta, Bacillariophyta и Chlorophytа. В формировании альгогруппировок данных нарушенных территорий преобладали зеленые водоросли; значительным оказалось и участие цианей, наименее активно развивались желтозеленые водоросли. Долевое участие диатомей в составе водорослевых сообществ почв улиц составило 23,53%, на территории полигона твердых бытовых отходов -12,00%. В спектре жизненных форм в почвах исследуемых улиц г. Гомеля отмечено преобладание водорослей, относящихся к В- и Ch-жизненным формам (23 и 21% соответственно), на территории полигона отходов - Ch- и Р- формам (29 и 19%).
Введение
Основными загрязнителями почв являются радиоактивные вещества, отходы промышленных предприятий, выхлопы газов автотранспорта, отходы животноводческих комплексов, твердые бытовые отходы и сточные воды городов, а также пестициды и избыточные дозы минеральных удобрений [1]. Оценка состояния и разнообразия обитающих в почве организмов важна при решении ряда задач природоохранной практики: выделении зон экологического неблагополучия, расчете ущерба, нанесенного деятельностью человека, определении устойчивости экосистемы и воздействии антропогенных факторов [2]-[4]. Для оценки воздействия загрязнений на почву активно используют почвенные водоросли [5].
Целью данной работы было изучение состава почвенных водорослей полигона твердых бытовых отходов и некоторых улиц г. Гомеля.
Материалы и методика исследования. Отбор почвенных образцов проводили по методике [6] на территории г. Гомеля: а) по ул. Советская (движение общественного и легкового транспорта) - УС; б) по ул. Кирова (движение легкового и немногочисленного общественного транспорта, разрешен проезд грузового транспорта) - УК; в) по ул. Старо-Черниговская (движение немногочисленного легкового транспорта, отсутствует общественный и грузовой транспорт) - УЧ; на территории Гомельского городского полигона твердых бытовых отходов (3,5 км от города, площадь 12 га, масса отходов около 5 • 106 т., высота отвалов 22 м) - ПО.
Видовой состав водорослей выявляли с помощью чашечных культур со «стеклами обрастания», при необходимости использовали агаровые культуры [6], [7]. Водоросли культивировали при температуре 20 ± 3° С, периодическом освещении 1800-3000 лк с 14/10-часовым чередованием света и темноты. Идентификацию водорослей осуществляли с помощью микроскопа Nikon Eclipse 80i. Таксономическое положение объектов приведено по [7], состав жизненных форм - по [4], [8], [9].
Результаты исследования и их обсуждение
Всего было выявлено 77 представителей почвенных водорослей, относящихся к отделам Chlorophyta, Bacillariophyta, Cyanophyta и Xanthophyta. Ниже приведен систематический список выявленных водорослей с указанием их субстратной приуроченности и жизненных форм (индексы при жизненных формах указывают на источники литературы, согласно которым они приведены):
4
ВЕСНІК МДПУ імя І. П. ШАМЯКІНА
Отдел CYANOPHYTA Класс CYANOPHYCEAE
ПОРЯДОК CHROOCOCCALES Семейство Synechococcaceae
1 Cyanothece sp., №-форма8 - ПО.
Дополнение к роду Aphanocapsa
2 Microcystis (Aphanocapsa) sp., C-форма^ 9- ПО.
ПОРЯДОК OSCILLATORIALES Семейство Borziaceae
3 Borzia sp., Р-форма8, 9 - ПО.
Семейство Phormidiaceae
4 Phormidium autumnale (Agardh) Gom., Р-форма8, 9 - УС, УК, УЧ, ПО.
5 Phormidium cf boryanum Kutz., Р-форма8, 9 - ПО.
6 Phormidium dimorphum Lemm., Р-форма8, 9 - УС, УК.
7 Phormidium paulsenianum B. Petersen, Р-форма - ПО.
8 Phormidium tenue (Agardh ex Gom.) Anagnost. Et Komarek (non. Leptolyngbya tenuis (Gom.) Anagnost. Et Komarek), Р-форма8, 9 - ПО.
9 Phormidium sp., Р-форма8, 9 - УС, ПО.
10 Microcoleus vaginatus (Vauch.) Gom., М-форма8 - УС, УК, УЧ, ПО.
Семейство Oscillatoriaceae
11 Oscillatoria sp., Р-форма8, 9 - УК, ПО.
ПОРЯДОК NOSTOCALES Семейство Nostocaceae
12 Anabaena sp., C-форма^ 9 - УС.
13 Nostocpunctiforme (Kutz.) Hariot, C-форма^ 9 - УК, УЧ, ПО.
14 Nostoc sp., C-форма^ 9 - УЧ.
Дополнение к классу Cyanophyceae: Leptolyngbyoideae
15 Leptolyngbya foveolarum (Rabenh. ех Gom.) Anagnost. Et Komarek, Р-форма8 - УК, ПО.
16 Leptolyngbya angustissima (Gom.) Anagnost. еt Komarek, Р-форма8 - УС, УК, УЧ.
17 Leptolyngbya molle (Kutz.) Gom., P-форма - УЧ, ПО.
Отдел XANTHOPHYTA Класс XANTHOPHYCEAE ПОРЯДОК BOTRYDIALES Семейство Botrydiopsidaceae
18 Botrydiopsis sp., Х-форма9 - ПО.
ПОРЯДОК MISCHOCOCCALES Семейство Pleurochloridaceae
19 Pleurochloris sp., Х-форма8, 9 - ПО.
20 Monodu ssp., Х-форма8 - ПО.
Семейство Heterococcaceae
21 Heterococcus sp., Н-форма8 - УС, ПО.
ПОРЯДОК TRIBONEMATALES Семейство Xanthonemataceae
22 Xanthonema exile, Н-форма8, 9 - УК.
23 Xanthonema sp., Н-форма8, 9 - УС, УЧ, ПО.
Семейство Tribonemataceae
24 Tribonema sp., Н-форма8, 9 - ПО.
Отдел BACILLARIOPHYTA Класс BACILLARIOPHYCEAE ПОРЯДОК NAVICULALES Семейство Diadesmidaceae
25 Luticola mutica (Kutz.) Mann in Round et al., В-форма8, 9 - УС, УК, УЧ, ПО.
26 Luticola nivalis Mann in Round et al., В-форма8, 9 - УЧ, ПО.
Семейство Pinnulariaceae
27 Pinnularia borealis Ehr., В-форма8, 9 - УС, УК.
28 Pinnularia viridis (Nitzsch) Ehr., amph8 -УК.
БІЯЛАГІЧНЫЯ НАВУКІ
5
29 Caloneis silicula, B-форма^ 9 - УС, УК, УЧ.
30 Caloneis sp., B -форма8, 9 - УК.
Семейство Naviculaceae
31 Navicula atomus (Kutz.) Grun., B-форма^ 9 - УС, УК, УЧ, ПО.
32 Navicula pelliculosa (Breb.) Hilse, B-форма^ 9 - УК, УЧ, ПО.
33 Navicula sp., В-форма8 - УЧ.
Семейство Stauroneidaceae
34 Stauroneis sp., В-форма8 - УК, ПО.
ПОРЯДОК BACILLARIALES Семейство Bacillariaceae
35 Hantzschia amphioxys (Ehr.) Grun. In Cleve et Grun., B-форма^ 9 - УС, УК, УЧ, ПО.
ПОРЯДОК СYMBELLALES Семейство Gomhponemataceae
36 Gomhponema sp. ?, B-форма - УК, УЧ.
Отдел CHLOROPHYTA Класс CHLOROPHYCEAE ПОРЯДОК VOLVOCALES Семейство Chlamydomonadaceae
37 Chlamydomonas gelatinosa Korsch. in Pasch., C-форма^ 9 - УК, УЧ.
38 Chlamydomonas oblongella Lund, C-форма^ 9 - УС, УК.
39 Chlamydomonas sp. 1, C-форма^ 9 - УС, УЧ, ПО.
40 Chlamydomonas sp. 2, C-форма^ 9 - ПО.
ПОРЯДОК CHLOROCOCCALES Семейство Chlorococcaceae
41 Chlorococcum sp., №-форма8, 9 - УС, УК, УЧ, ПО.
42 Tetracystis sp., Ch9-форма (X8) - УС, УК, УЧ, ПО.
Семейство Actinochloridaceae
43 Macrochloris sp., Ch-форма - ПО.
ПОРЯДОК PROTOSIPHONALES Семейство Chlorosarcinaceae
44 Chlorosarcinopsis sp. 1, №-форма8, 9 - УС, УК, УЧ, ПО.
45 Chlorosarcinopsis sp. 2, №-форма8, 9 - ПО.
46 Desmotetra stigmatica Deasonet Floyd, C-форма - УЧ.
47 Desmotetra sp., C-форма - ПО.
Семейство Neospongiococcaceae
48 Neospongiococcum Deason, №-форма8, 9 - УК.
Семейство Cylindrocapsaceae
49 Geminellaterricola B. Petersen, Х-форма -УЧ.
ПОРЯДОК SCENEDESMALES Семейство Bracteacoccaceae
50 Bracteacoccus minor (Chod.) Petrova, Ch-форма^ 2 - УК.
51 Bracteacoccus sp., №-форма8, 9 - ПО.
52 Dictiococcus varians Gem. emend. Starr, №-форма8 - ПО.
53 Dictiochloris sp., Ch-форма - ПО.
Семейство Neochloridaceae
54 Neochloris sp., Ch-форма - ПО.
Семейство Oocystaceae
55 Scotiellopsis rubescens Vinatz., Х-форма8 - УЧ.
56 Scotiellopsis sp., Х-форма8 - УС, УК, УЧ, ПО.
Семейство Ankistrodesmaceae
57 Keratococcus bicaudatus (A. Braun) B. Petersen, Х-форма8 - УК.
58 Chlorolobion lunulatum Hindak, X-форма - УЧ.
Класс TREBOUXIOPHYCEAE ПОРЯДОК MICROTHAMNIALES Семейство Leptosiraceae
59 Leptosira terricola (Bristol) Printz, amph8 - УС, УК.
6
ВЕСНІК МДПУ імя І. П. ШАМЯКІНА
60 Leptosira sp., amph8 - ПО.
Семейство Microthamniaceae
61 Microthamnion sp., Н-форма8 - УС, УК.
ПОРЯДОК TREBOUXIALES Семейство Myrmeciaceae
62 Myrmecia sp., Ch9-форма(X8) - УК.
ПОРЯДОК CHLORELLALES Семейство Chlorellaceae
63 Chlorella minutissima Fott et Novakova, №-форма8, 9 - УС, УК, УЧ, ПО.
64 Chlorella vulgaris Beijir., Ch-форма^ 9 - УС, УК, УЧ, ПО.
65 Chlorella ellipsoidea Gern., Ch-форма9 - УК, УЧ, ПО.
66 Chlorella sp., №-форма8, 9 - ПО.
Семейство Stichococcaceae
67 Stichococcus bacillaris Nag., Н-форма9 (X8) - УС, УЧ.
68 Gloeotila sp., Н-форма8 - ПО.
ПОРЯДОК CHORICYSTIDALES Семейство Choricystidaceae
69 Pseudococcomyxa simplex (Mainx) Fott, Ch-форма - УС, УК, УЧ.
Дополнение к порядку Choricystidales: Radiococcaceae
70 Coccomyxa sp., №-форма8 - ПО.
Класс ULVOPHYCEAE ПОРЯДОК CHAETOPELTIDALES Дополнение к семейству Hormotiellopsidaceae
71 Fernandinella alpinа Chod., Х-форма8 - ПО.
ПОРЯДОК CODIOLALES Семейство Ulotrichaceae
72 Ulothrix variabilis Kutz., Н-форма8, 9 - ПО.
73 Ulothrix sp., Н-форма8, 9 - УС, УК.
Класс CHAROPHYCEAE ПОРЯДОК KLEBSORMIDIALES Семейство Klebsormidiaceae
74 Klebsormidium flaccidum (Kutz.) Silva et al., Н-форма8, 9 - УС, УК, УЧ, ПО.
75 Klebsormidium sp., Н-форма8, 9 - УК, УЧ.
ПОРЯДОК DESMIDIALES Семейство Desmidiaceae
76 Cosmarium sp., hydr - ПО.
Дополнение к отделу Chlorophyta
77 Characium sp., Х-форма8 - ПО.
В почвах улиц г. Гомеля выявлен 51 вид почвенных водорослей, относящихся к 35 родам, 27 семействам, 16 порядкам, 7 классам, 4 отделам. Доминировали представители отдела Chlorophyta - 25 видов (49,0%), что согласуется с литературными данными [10]-[12]. Практически равнозначным в формировании альгогруппировок было участие диатомовых и синезеленых водорослей (23,5 и 21,6% соответственно), тогда как в большинстве случаев второе место в составе альгогруппировок аналогичных почв занимают водоросли отдела Cyanophyta, как более приспособленные к перенесению экстремальных условий. По-видимому, почвы исследуемых улиц отличались пониженными значениями pH почвенного раствора, неблагоприятными для развития цианей. Доля представителей отдела Xanthophyta составила 5,9%, так как желтозеленые водоросли чувствительны к изменению условий существования [4], [8].
Таксономический состав водорослей различных улиц г. Гомеля приведен на рисунке 1. Активно вегетировали на всех участках Phormidium autumnale, Microcoleu svaginatus, Leptolyngby angustissima, Luticola mutica, Navicula atomus, Hantzschia amphioxys, Klebsormidium flaccidum, а также водоросли родов Chlorococcum, Tetracystis, Chlorosarcinopsis, Scotiellopsis и Chlorella. Видовой приуроченности тех или иных водорослей к почве определенных улиц не выявлено.
БІЯЛАГІЧНЫЯ НАВУКІ
7
и
20
8 18 § 16 £ 14
12 10
Советская 9 Cyanophyta
Кирова
□ Xanthophyta
Старо-Черниговская
] Bacillariophyta В Chlorophyta
Улицы
Рисунок 1 - Таксономический состав почвенных водорослей улиц г. Гомеля
8
6
4
2
0
В спектре жизненных форм преобладали водоросли В- и Oh-жизненных форм. Водоросли В-жизненной формы характеризуются крайней эфемерностью развития, быстротой размножения при благоприятной влажности и способностью к передвижению в почве (диатомеи). Представители Oh-формы - одноклеточные и колониальные зеленые и желтозеленые водоросли, обитающие в толще почвы, при благоприятной влажности - и на поверхности почвы; отличаются исключительной выносливостью к колебаниям рН, влажности, засоленности; их обычно обозначают как убиквисты.
Экологическая характеристика почвенных водорослей исследуемых улиц приведена в таблице. Таблица - Экологическая характеристика почвенных водорослей улиц г. Гомеля
Место Экологическая Количество
отбора образцов структура видов
УС Ch6 H6 B5 P4 X! C3 M1 amph 1 27
УК Ch10 B9 P5 H5 C3 X2 M1 amph2 37
УЧ B8 Ch2 P3 C5 X4 H4 M1 32
В спектре жизненных форм почвенных водорослей улиц Кирова и Старо-Черниговской преобладали водоросли Oh- и В-форм, по ул. Советской в составе доминантов появились Н-формы (нитевидные зеленые и желтозеленые, неустойчивые против засухи и сильного нагревания; живут рассеянно среди частиц почвы при достаточной влажности и затенении образуют поверхностные налеты [4], [8].
Флора почвенных водорослей полигонов-накопителей твердых бытовых отходов зависит от возраста свалки, особенностей формирования и характера высшей растительности. Со временем происходит усложнение альгогруппировок за счет увеличения разнообразия зеленых и синезеленых водорослей и появления желтозеленых и диатомовых. На более поздних стадиях формирования растительности наблюдается обеднение водорослевых сообществ [10], [13], [14].
В почвах Гомельского городского полигона твердых бытовых отходов были выявлены водоросли отделов: Cyanophyta - 13 представителей (26,0%), Xanthophyta и Bacillariophyta -по 6 (12,0%), Chlorophyta - 25 представителей (50,0%).
Зеленые водоросли включали представителей 20 родов, относящихся к 14 семействам, 11 порядкам классов Chlorophyceae (52,0%), Trebouxiophyceae (28,0%), Ulvophyceae (8,0%) и Charophyceae (8,0%). Наиболее широко были представлены порядки Scenedesmales и Chlorellales
8
ВЕСНІК МДПУ імя І. П. ШАМЯКІНА
(по 5 видов), все водоросли порядка Chlorellales относились к роду Chlorella. Выявленные синезеленые водоросли были представлены 8 родами, 5 семействами, 3 порядками класса Cyanophyceae; наибольшим видовым разнообразием отличался порядок Oscillatoriales; максимальное число видов насчитывал род Phormidium.
Большинство обнаруженных представителей - эдафофильные водоросли (96,0%) (рисунок 2).
Рисунок 2 - Жизненные формы почвенных водорослей полигона твердых бытовых отходов
Среди эдафофильных водорослей доминирующее положение занимали представители Ch-жизненной формы - 14 видов. Далее по убывающей расположились водоросли P-, X-, H-, B-и C-жизненных форм.
Участие амфибиальных (amph) и гидрофильных (hydr) водорослей в формировании альгогруппировок исследуемых субстратов незначительно (по 2,0%).
Выводы
При изучении состава почвенных водорослей полигона твердых бытовых отходов и некоторых улиц г. Гомеля были выявлены представители 77 видов водорослей, относящиеся к 50 родам, 35 семействам, 21 порядку, 7 классам отделов Cyanophyta, Xanthophyta, Bacillariophyta и Chlorophyto.
В почвах улиц г. Гомеля и на территории Гомельского городского полигона твердых бытовых отходов преобладали зеленые водоросли; значительным оказалось участие цианей, наименее активно развивались желтозеленые водоросли. Долевое участие диатомей в составе водорослевых сообществ почв улиц города составило 23,5%, на территории полигона твердых бытовых отходов - 12,0%.
В спектре жизненных форм в почвах улиц г. Гомеля отмечено преобладание В-и Ch-жизненных форм (23 и 21% соответственно), на территории полигона отходов - Ch-и Р-форм (29 и 19%).
Литература
1. Цытрон, Г. С. Антропогенно-преобразованные почвы Беларуси / Г. С. Цытрон. - Минск : Сэлток, 2004. - 124 с.
2. Деградация и охрана почв / Г. В. Добровольский [и др.] ; под общ. ред. акад. РАН Г. В. Добровольского. - М. : МГУ, 2002. - 654 с.
3. Мотузова, Г. В. Экологический мониторинг почв / Г. В. Мотузова, О. С. Безуглова. - М. : Академический проект, Гаудеамус, 2007. - 237 с.
БІЯЛАГІЧНЫЯ НАВУКІ
9
4. Штина, Э. А. Экология почвенных водорослей / Э. А. Штина, М. М. Голлербах. - М. : Наука, 1976. - 143 с.
5. Штина, Э. А. Почвенные водоросли как экологические индикаторы / Э. А. Штина // Ботанический журнал. - 1990. - Т. 75, № 4. - С. 441-453.
6. Голлербах, М. М. Почвенные водоросли / М. М. Голлербах, Э. А. Штина. - М. : Наука, 1969. - 228 с.
7. Водорості грунтів Украінн (історія та методи дослідження, система, конспект флори) / I. Ю. Костіков [та інш.]. - Ки1в : Фітосоціоцентр, 2001. - 300 с.
8. Алексахина, Т. И. Почвенные водоросли лесных биогеоценозов / Т. И. Алексахина, Э. А. Штина. - М. : Наука, 1984. - 98 с.
9. Трухницкая, С. М. Альгофлора рекреационных территорий красноярской урбоэкосистемы / С. М. Трухницкая, М. В. Чижевская. - Красноярск : КрасГАУ, 2008. - 134 с.
10. Суханова, Н. В. Почвенные водоросли городских экосистем : автореф. дис... канд. биол. наук : 03.00.05 ; 19.06.96 / Н. В. Суханова ; Башк. гос. ун-т. - Уфа, 1996. - 21 с.
11. Кузнецова, Е. В. Альгофлора урбанизированных территорий города Мелеуз и его окрестностей : автореф. дис. ... канд. биол. наук : 03.00.05 ; 28.07.06 / Е. В. Кузнецова ; Башк. гос. ун-т. - Уфа, 2006. - 17 с.
12. Кабиров, Р. Р. Почвенные водоросли городских газонов (Уфа, Башкортостан) / Р. Р. Кабиров, Н. В. Суханова // Ботанический журнал. - 1997. - Т. 82, № 3. - С. 46-57.
13. Сугачкова, Е. В. Влияние рекреационной нагрузки на сообщества почвенных водорослей: автореф. дис. ... канд. биол. наук : 03.00.05 ; 23.06.00 / Е. В. Сугачкова ; Башк. гос. пед. ун-т. - Уфа, 2000. - 20 с.
14. Кабиров, Р. Р. Почвенные водоросли свалок и полигонов твердых бытовых и промышленных отходов в условиях крупного промышленного города / Р. Р. Кабиров, И. И. Шилова // Экология. - 1990. -№ 5. - С. 10-18.
Summary
Solid algae of Gomel city polygon of solid sanitary waste and some streets of Gomel (Belarus) has been investigated. 77 species of algae, related to 50 genera, 35 families, 21 orders, 7 classes of Cyanophyta, Xanthophyta, Bacillariophyta и CЫorophytа has been revealed. Green algae dominated in forming of algaegroups of the given disturbed territories. Participation of Cyanea was considerable; yellow-green algae were developing less actively. Eguity participation of diatoms in algeae community content of streets' soil made 23,53% on the territory of polygon of sanitary waste - is 12%. The dominance of algae, related to B and Ch-life forms (23 and 21% relatively) is registered in spectrum of life-forms in soils of streets of Gomel being under investigation; on the territory of polygon sonitary waste - Ch and P forms (29 and 19%).
Поступила в редакцию 12.09.11.
