ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ ПО КАЧЕСТВЕНОМУ СОСТАВУ МИКРОФЛОРЫ

Авторы: В.С.Коморовский, С.С. Бондарев,
Межшкольный учебный комбинат № 1 Центрального района

Научные руководители: к.б.н. С.М.Трухницкая, Н.Е.Гапанович

г. Красноярск

Почва обладает высокой буферной способностью, т.е. долгое время может не изменять своих свойств под воздействием загрязнителей, но в условиях города это один из самых загрязненных компонентов городской среды. Почвы городских экосистем характеризуются неравномерным профилем, сильным уплотнением, изменением рН в сторону подщелачивания, загрязнением различными токсическими веществами. Особенности качественного состава микрофлоры в почвах городов до сих пор изучались лишь с точки зрения наличия в них санитарно-показательных микробов ( Лысак и др. 2000). В целом же почвенные организмы активно участвуют в жизнедеятельности любой экосистемы, хотя их размеры могут быть очень небольшими по сравнению с интенсивной активностью, которую они проявляют (Кабиров, 1991, Рыков, Ягодин 2000).

В настоящее время оценка состояния обитающих в почве организмов, их биоразнообразия имеет важное значение при решении задач природоохранной практики: выделении зон экологического неблагополучия, расчете ущерба, нанесенного деятельностью человека, определении устойчивости экосистемы и воздействии тех или иных антропогенных факторов (Яковлев, 2000).Микроорганизмы и их метаболиты позволяют проводить раннюю диагностику любых изменений окружающей среды, что важно при прогнозировании изменений окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.

Особое значение в структуре микрофлоры почв занимают почвенные водоросли, объединяемые понятием альгофлора. Альгофлора почв включает две экологические группировки: наземные водоросли, образующие макроскопически заметные талломы на поверхности почвы, и собственно почвенные водоросли – микроскопические формы, обитающие в аккумулятивной части почвенного профиля.

Особенностью почвенных водорослей является их фототрофность, которая обуславливает характеристику альгосинузий по тем же критериям,, что и для высших растений, т.е. оценивается видовой состав, наличие видов-доминантов, встречаемость отдельных видов или групп водорослей, распределение водорослей в профиле почвы, количественные характеристики сообщества. Особое внимание обращается на выделение видов-эдификаторов, хотя на формирование почвенных альгосинузий оказывает влияние весь комплекс экологических факторов (Зенова,Штина, 1990).

Сообщества почвенных водорослей служат простейшим примером автономной замкнутой системы, стабильность которой основана на трофическом взаимодействии автотрофов и гетеротрофов. Органическое вещество водорослей служит началом трофических цепей. Основные потребители водорослей – животные-альгофаги: амебы, нематоды, коллемболы, и др. – выедают водоросли, заглатывая их в чистом виде или вместе с почвой и листовым опадом. При резких изменениях в состоянии эдафона наступают коренные изменения в сложении альгосинузий.

В качестве основных реакций почвенных водорослей на разные вмды воздействий отмечается:

1. угнетение и выпадение некоторых групп водорослей;

2. полная замена одних группировок водорослей другими;

3. частичная стерилизация почвы, т.е. полное исчезновение альгосинузий (Штина и др., 1998).

К настоящему времени определились три основных направления использования водорослей для биодиагностики почв:

- выявление особенностей группировок водорослей, свойственных тем или иным почвам;

- поиск видов-индикаторов определённых почвенных свойств;

- использование отдельных видов водорослей в качестве тест-объектов при анализе текущего состояния почвы в природных условиях или модельных системах (Штина и др., 1998).

Альгоиндикация с использованием почвенных водорослей возможна на разных уровнях их организации – организменном, популяционном и ценотическом (Кабиров, 1991).

Для каждой зоны характерен определенный качественный состав альгофлоры. При этом выявлено, что микроорганизмы почв обладают высокой чувствительностью к антропогенному воздействию ( Яковлев 2000), и в городских условиях их состав сильно меняется.

Целью нашей работы было изучение качественного состава почвенных микроорганизмов (преимущественно автотрофных) в условиях крупного промышленного центра (г. Красноярска) на участках с разной антропогенной нагрузки.

В качестве объекта исследования служила почвенная микрофлора, преимущественно автотрофная.

Для сбора опытного материала были выбраны районы г. Красноярска, отличающиеся друг от друга по степени антропогенной нагрузки. Пробы отбирались под посевами газонных трав в парке и сквере центральной части г.Красноярска (3 участка) и на территории жилого массива, прилегающего к Красноярскому алюминиевому заводу (КРАЗ), на расстоянии 50м, 500м и 2500м от источника загрязнения. В центральной части города пробы были отобраны В.С.Комаровским, в зоне промышленного загрязнения – С.С.Бондаревым.

Все пробы отбирались с глубины 0-1см и 1-5см.. При отборе образцов для определения качественного состава альгосинузий соблюдались общие правила микробиологического анализа почвы: средние пробы отбирались при соблюдении стерильности, правил этикетирования и хранения образцов. Для выявления состава альгофлоры брались смешанные образцы весом не менее 500 г, составленные из 3-5 индивидуальных проб, взятых способом случайного отбора. Пробы отбирались стерильным ножом и помещались в предварительно простерилизованные пакеты из плотной бумаги. Этикетирование образцов проводилось непосредственно при взятии проб.

Почва парковой зоны рассматривалась нами, как антропогенный экологический стандарт (Яковлев, 2000), т.к. подвергаются достаточно сильному антропогенному воздействию, но не испытывают влияния аэротехногенного воздействия выбросов КРАЗа.Пробы, отобранные авторами, рассматривались и обрабатывались непосредственно ими.

Изучение автотрофной микрофлоры проводили при помощи почвенных культур со стеклами обрастания. Уточнение качественного состава микрофлоры изучали методом высева на агаризованые среды различного состава. Идентификация почв микрофлоры проводилась при консультации научного руководителя. Оказалось, что в изученных нами почвах урбоэкосистемы обнаружено очень небольшое число видов водорослей, которые встречались чаще в слое почв 0-1 см..

В городском парке обнаружены представители 7 видов почвенных водорослей из 3-х отделов (исключая отдел желтозеленые Xanthophyta). В почвах территории, подверженных воздействию КРАЗа нами обнаружены только один вид водорослей Microcoleus vaginatus. Список обнаруженных водорослей приведен в таблице.

Название водорослей	Участки
	Центр города, парковая зона			Под влиянием КРАЗа
	Участок рядом с аттракционами	Центра-льная аллея	Сквер, 500 м от парка	50 м	500 м	2500 м
Отдел Cyanophyta
Microcolens vaginatus		+		+	+	+
Phormidium autumnale	+	+	+
Ph. foveolarum			+
Oscillatoria brevis		+
Oscillatoria spleendida		+
Отдел Chlorophyta
Chlorhormidium blaccidum	+	+	+
Отдел Bacillariophyta
Nitzschia palea	+

Гетеротрофная микрофлора на всех изученных участках представлена неспорообразующими коринеформными бактериями и спорообразующими бактериями рода Bacillus. Из грибов наиболее активно распространены актиномицеты. Во всех пробах отмечены представители педофауны – черви рода Nematoda.

Таким образом: на экологическое состояние городских почв оказывает значительное воздействие совокупность разных видов загрязнений. Это видно по качественному составу альгофлоры и гетеротрофной микрофлоры. Индикаторами антропогенного загрязнения является выпадение из качественного состава альгофлоры представителей отдела желтозеленые Xanthophyta и коккоидных форм из отдела зеленые Chlorophyta. Наиболее устойчивыми к загрязнению оказались нитчатые формы синезеленых водорослей (цианобактерий Cyanophyta). и зеленых водорослей .Устойчивость синезеленых водорослей объясняется наличием у обнаруженных видов мощных слизистых чехлов, которые могут служить субстратом для развития различных виды бактерий.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Зенова Г.Н., Штина Э.А. Почвенные водоросли. М.: МГУ, 1991, 96 с.

2. Кабиров Р.Р. Роль почвенных водорослей в поддержании устойчивости наземных экосистем. \\Альгология, 1991.Т.1, № 1, с.60-68.

3. Рыжов И.Н., Ягодин Г.А. Школьный мониторинг городской среды \ «Галактика», 2000 , 192 с.

4. Лысак А.В.; Сидоренко Н.Н.; Марфенина У.Е.; Звягинцев Д.Г.; Микробные комплексы городских почв.\Почвоведение. 2000, № 1,стр. 80-85.

5. Штина Э.А., Зенова Г.Н., Манучарова Н.А. Альгологический мониторинг почв. // Почвоведение, 1998, № 12, с. 1449-1461.

6. Яковлев А.С. Биологическая диагностика и оценка \ Почвоведение .2000. № 1,стр.70-79.

Приложение

Рисунок 1. Внешний вид обнаруженных почвенных водорослей из отделов:

1.Cyanophyra:

1. Phormidium autumnale

2. Phormidium foveolarum

4. Microcoleus vaginatus

П.Bucilleariophyta

3. Nitzschia palea

Ш.chlorophyta

5. Ch. Flaccidum f.flaccidum