УДК 574

Сравнительный анализ численности водорослей целинной степи природного ядра и целинного участка постпирогенного развития биосферного заповедника «Аскания-Нова»

Щербина Валентина Викторовна – доцент кафедры экологии и природопользования Мелитопольского государственного университета.

Аннотация: В статье приводиться сравнительный анализ численности водорослей целинной степи природного ядра и целинного участка постпирогенного развития Биосферного заповедника «Аскания-Нова» имени Ф.Э. Фальц-Фейна. По итогам проведенных исследований была установлена динамика показателей численности водорослей с учетом сезонных и годичных особенностей. Приведенные значения указывают на уменьшения численности водорослей в почве постпирогенного участка развития целинной территории Биосферного заповедника «Аскания-Нова» им. Ф. Э. Фальц-Фейна. В двух изученных биотопах показатели численности водорослей относятся к изменчивым показателям как с точки зрения сезонной, так и с точки зрения годичной динамики.

Ключевые слова: численность, почвенные водоросли, целинная степь, степь постпирогенного развития.

В последнее время усилилось внимание к экологическим и социально-экономическим проблемам, возникающим в связи с обширным распространением природных пожаров в различных районах РФ [5]. Пожар в степных регионах является значимым фактором, определяющим облик степного пространства, его ландшафтную структуру и параметры биологического разнообразия [2]. При этом возрастание частоты возникновения пожаров и площади их распространения приводит к усилению процессов антропогенной деградации степных экосистем и, соответственно, к снижению их устойчивости [3]. Ущерб от природных пожаров в значительной мере связан с уменьшением биоразнообразия, накоплением токсичных пирогенных продуктов в окружающей среде и, следовательно, трансформацией экосистемных процессов [4]. В связи с этим вопросы анализа экологических последствий степных пожаров являются актуальными [6].

Качественные и количественные показатели почвенных водорослей и цианобактерий являются надежными критериями, характеризующими экологическое состояние территорий [1]. В связи с этим почвенные водоросли как объекты биодиагностики представляют значительный научный и практический интерес [7], поскольку они могут использоваться как модельные организмы при изучении некоторых экологических воздействий [8].

«Аскания-Нова» – один из старейших заповедников на Земле, обеспечивающий сохранение наибольшего в Европе участка типчаково-ковыльной степи со специфическим почвенным покровом и флоро-фаунистическим комплексом [9]. Степные экосистемы коренного облика Биосферного заповедника «Аскания-Нова» могут выполнять роль «экологического стандарта», поскольку представляют собой квазиравновесную поликлимаксную систему, в которой структурная стабилизация, связанная с эволюционным отбором наиболее термодинамически стабильных структур, тесно связана с иерархической устойчивостью [10]. При этом пожары являются неотъемлемым фактором трансформации степей этой особо охраняемой природной территории [9].

Материалы и методы. Исследования проводились на территории Биосферного заповедника «Аскания-Нова» им. Ф. Э. Фальц-Фейна (Херсонская обл.). Одна из пробных площадей была заложена в пределах целинного участка типчаково-ковылевой степи друга в пределах степного участка постпирогенного развития от пожаров 2001 года. Материалом для работы стали объединенные образцы почвы, которые отбирались посезонно в течение 2010-2011 гг. отбор образцов почвы для альгологических исследований проводился с соблюдением всех требований микробиологических исследований [11] по методике, предложенной М. М Голербахом и Э. А. Штиной [12]. При этом образцы отбирались с поверхностного 5-ти сантиметрового слоя почвы.

Количественные показатели численности водорослей определялись по отделам Cyanophyta и Bacillariophyta и обобщено для водорослей отделов Chlorophyta, Xanthophyta и Eustigmatophyta, для чего использовались почвенные образцы весом в 1 г, которые фиксировались 4% раствором формалина [13]. Численность водорослей определялась по методу прямого счета С. М. Виноградарского с дополнением Э. А. Штины [14]. Полученные числовые значения численности водорослей перечислялись на 1 г абсолютно сухой почвы [13].

Рисунок2.1

Рисунок2.2

Рисунок 1. Численность водорослей (тыс. клеток на 1г абсолютно сухой почвы) участка целинной степи природного ядра (А) и участка целинной степи природного ядра постпирогенного развития от пожаров 2001 года (Б) Биосферного заповедника «Аскания-Нова».

По итогам проведенных исследований была установлена динамика показателей численности водорослей с учетом сезонных и годичных особенностей. Приведенные значения (рис. 1) указывают на уменьшения численности водорослей в почве постпирогенного участка развития целинной территории Биосферного заповедника «Аскания-Нова» им. Ф. Э. Фальц-Фейна.

При этом отмечены и схожие позиции при сопоставлении значений учета численности водорослей. Для обоих биогеоценозов ведущую роль в формировании данного количественного показателя играют водоросли отдела Bacillariophyta, а вот роль представителей Chlorophyta, Xanthophyta и Eustigmatophyta по совокупному вкладу является наименьшей. Пиковые значения обоих диаграмм приходятся на один и тот же период. В двух изученных биотопах показатели численности водорослей относятся к изменчивым показателям как с точки зрения сезонной, так и с точки зрения годичной динамики.

Таким образом, пирогенный фактор можно рассматривать в качестве одного из экологических факторов, которые приводят к изменению показателей численности водорослей в эдафотопе.

Список литературы

  1. Безденежных К.А., Тимонов А.С., Домнина Е.А., Кондакова Л.В. Динамика численности почвенных водорослей и цианобактерий в районе объекта «Марадыковский» после прекращения его функционирования // Биодиагностика состояния природных и природно-техногенных систем : материалы 16-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 3-5 декабря 2018 г. : [в 2 кн.] / ФГБОУ ВПО "Вят. гос. ун-т", Ин-т биологии Коми науч. центра УрО РАН ; [отв. ред.: Т. Я. Ашихмина]. – Киров : ВятГУ, 2018. С.182-186.
  2. Павлейчик В.М. Постпирогенная трансформация древесно-кустарниковых урочищ Буртинской степи // Охрана природы и региональное развитие: гармония и конфликты: материалы Международной научно-практической конференции и школы-семинара молодых ученых-степеведов "Геоэкологические проблемы степных регионов", проведённых в рамках XXI сессии Объединенного научного совета по фундаментальным географическим проблемам при Международной ассоциации академий наук (МААН) и Научного совета РАН по фундаментальным географическим проблемам, [01-05 октября 2017 г., Бузулукский бор, Россия] Том 2. С. 81-85.
  3. Павлейчик В.М. Условия распространения и периодичность возникновения травяных пожаров в Заволжско-Уральском регионе // География и природные ресурсы. 2017. №2. С. 56–65. DOI: 10.21782/GIPR0206-1619-2017-2(56-65) .
  4. Иванов Е. С., Давыдова И. Ю., Барановский А. В., Поминчук Ю. А. Методические принципы сравнительного экотоксикологического анализа постпирогенных биогеоценозов в элементарных ландшафтах южной тайги // Здоровая окружающая среда - основа безопасности регионов сборник трудов первого международного экологического форума в Рязани : посвящается году экологии в Российской Федерации. 2017. ТомI. С. 82-87.
  5. Павлейчик В.М. Актуальные проблемы изучения и мониторинга степных пожаров (на примере Заволжско-Уральского региона) // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем – 2017. Том: 28 № 2. С. 86-99.
  6. Павлейчик В.М., Калмыкова О.Г., Сорока О.В. Особенности теплового режима и условий увлажнения постпирогенных степных ландшафтов // Известия РАН. Серия географическая. 2020. 84(4). С. 541-550.
  7. Темралеева А.Д., Пинский Д.Л. Разработка метода альгоиндикации почв, загрязненных тяжелыми металлами // Агрохимия. 2014. №4 С. 88-96.
  8. Неходимова С.Л., Фомина Н.В. Роль альгофлоры в экологической оценке антропогенно-преобразованных почв (обзорная статья) // Вестник КрасГАУ. 2013; 2. С.81– 86.
  9. Орлова Е.Е., Алексахин А.П., Моргун Е.Н., Ушачева Т.И., Алексахин А.П. Экологическая устойчивость каштановых почв биосферного заповедника «Аскания-Нова», подверженных пирогенному фактору // Антропогенная трансформация природной среды. 2010. С. 82-87.
  10. Лисецкий Ф.Н. Роль экосистем заповедника «Аскания-Нова» как стандарта при агроэкологическом мониторинге // Збірник наукових праць. Вип. «Фальцфейновського читання». Херсон: Айлант, 1999.С.109-111.
  11. Штина Э.А. Методы изучения почвенных водоростей // Микроорганизмы как компонент биогеоценоза. – М.: Наука, 1984. С. 58–74.
  12. Голлербах М.М. Штина Э.А. Почвенные водоросли – Л.: Наука, 1969. – 228 с.
  13. Некрасова К.А. Бусыгина Е.А. Некоторые уточнения к методу количественного учета почвенных водорослей // Ботанический журнал. Т. 62. № 2. С. 214–222.
  14. Штина Э.А. О методе количественного учета почвенных // Ботанический журнал. Т. 41. №9. С. 1314–1317.