Ґрунтові водорості урбоекосистем міста Маріуполя

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Мелітопольський державний педагогічний університет імені Богдана Хмельницького

Ґрунтові водорості урбоекосистем міста Маріуполя

О.Г. Шеховцева

Вивчення біорізноманіття є одним із пріоритетних напрямів дослідження біогеоценозів. Сучасний стан біорізноманіття викликає глибоке занепокоєння та потребує вжиття кардинальних заходів щодо передбачення, запобігання й усунення причин значного зменшення або втрати біологічного різноманіття.

Угруповання ґрунтових водоростей як початкові ланки біопродукційного процесу відіграють важливу роль у функціонуванні природних та штучних екосистем, досить швидко реагують на зміни середовища і служать індикаторами його якості. Для природних екосистем характерно підтримання біорізноманіття. Середовище промислового міста відрізняється своєрідністю основних екологічних чинників, а також специфічним техногенним пресингом. У сучасних наукових розробках значна увага приділяється антропогенним перетворенням екосистем урбанізованих територій, які характерні для промислово-розвинених регіонів і до яких відноситься м. Маріуполь. Відповідно екологічного паспорту Донецької області (2013) Маріуполь займає площу 244,0 км², з яких 80,6 км² - зелені масиви. Різноманітність екотопологічної диференціації міських територій викликає формування різноманітних антропогенних флорокомплексів. На стан екосистем значно впливають техногенне і рекреаційне навантаження, особливо це торкається зелених зон міста. Сучасна урбанофлора Маріуполя представлена видами судинних рослин у тому числі елементів флори синантропного - 45,1 %, степового - 22,2 % флороценотипів [10]. Дані досліджень альгофлори ґрунтів біогеоценозів відсутні. Дослідження видового складу і кількісних характеристик угруповань ґрунтових водоростей дає можливість зробити висновок про екологічний стан ґрунтів урбоекосистеми. Метою даної роботи було вивчення видового складу водоростей, систематичної та екологічної структури ґрунтової альгофлори м. Маріуполя.

Об'єкти та методи дослідження. На території м. Маріуполя водорості вивчалися у деревних насадженнях природно-рекреаційної паркової зони та на газонах. Для виявлення рис, пов'язаних із впливом урбаногенного середовища на водорості, одночасно досліджували особливості видового складу й чисельності водоростей ґрунтів фонових заповідних територій у межах Українського степового природного заповідника «Кам'яні могили» під ксерофітними степовими рослинними асоціаціями та заказника місцевого значення «Азовська дача» у штучних насадженнях дуба звичайного.

Відбір та обробку ґрунтових зразків здійснювали загальноприйнятими методиками ґрунтової альгології [3]. Ідентифікацію водоростей проводили на основі культуральних методів [5; 12]. Таксономічна структура ґрунтових водоростей наведена за монографією І.Ю. Костікова із співавторами [2]. Чисельність клітин водоростей визначали методом прямого рахунку, біомасу - об'ємно-розрахунковим методом, життєві форми надані згідно рекомендацій Е. А. Штини й М. М. Голлербаха [12].

Результати та їх обговорення. Аналіз ґрунтової альгофлори показав, що урбоекосистеми м. Маріуполя відрізняються одна від одної за складом і чисельністю водоростей. У ході альгологічних досліджень на території міста було виявлено 78 видів ґрунтових водоростей, які належать до 5 відділів: Chlorophyta - 32 види (41,0 %), Cyanophyta - 25 (32,1 %), Xanthophyta - 9 (11,5 %), Bacillariophyta - 8 (10,3 %), Eustigmatophyta - 4 (5,1 %). З них відмічено у ґрунтах з деревними насадженнями 68 видів і 49 видів на газонах, відповідно: Chlorophyta - 27 (39,7 %) і 23 (46,9 %), Cyanophyta - 20 (29,4 %) і 13 (26,5 %), Xanthophyta - 12 (17,7 %) і 4 (8,2 %), Bacillariophyta - 6 (8,8 %) і 7 (14,3 %), Eustigmatophyta - 3 (4,4 %) і 2 (4,1 %).

У більшості досліджених пробних майданчиків лідируючі позиції займає відділ Chlorophyta. В урбоекосистемах трав'янистих насаджень міста цей показник складає 46,9 %, у деревних - 39,7 %. Порівняно із фоновими показниками він є більшим ніж у степовому заповіднику - 35,8 %, але меншим ніж у лісництві - 54,9 %. Розподіл видів нарівно між відділами Chlorophyta та Cyanophyta у досліджених ґрунтах зустрічається на степових ділянках, частка синьозелених водоростей в урбоекосистемах складає 26,5-29,41 %, для фонових деревних насаджень - 11,8 %.

Збільшення частки Cyanophyta свідчить про зростання аридності місцеісну- вань [9; 13]. Для фонових степових ділянок співвідношення кількості синьозелених до зелених становить 1:1. Аналогічний показник (1,15:1) для степової ці- линки зустрічається у літературі [7]. У дубовому насадженні заказника «Азовська дача» співвідношення Cyanophyta до Chlorophyta - 0,21:1. В урбоекосистемах спостерігається відхилення від встановлених пропорцій: у деревних насадженнях збільшується частка синьозелених (0,74:1), а в трав'яних - зменшується (0,57:1).

У фонових лісових насадженнях посилюється роль зелених та жовтозелених водоростей. Співвідношення Cyanophyta та Xanthophyta в деревних насадженнях фонових ділянок (0,6:1) свідчить про значне переважання Xanthophyta, що характерно для лісових біогеоценозів. У степовому біогеоценозі переважають Cyanophyta (2,38:1), що узгоджується з результатами досліджень інших авторів [1; 6; 8].

Для альгоугруповань м. Маріуполя співвідношення Cyanophyta та Xanthophyta для деревних насаджень становить 1,67:1, для трав'яних - 3,25:1. Тенденція збільшення різноманіття синьозелених і зменшення жовтозелених у складі ґрунтових водоростей характерна й для інших міських екотопів [1; 11]. Крім цього спостерігається збільшення різноманіття видів відділу Bacillariophyta, частка яких на газонах - 14,3 %, у деревних насадженнях міста - 8,8 %, а у ґрунтах фонових ділянок не перевищує відповідно 9,4 % та 7,8 %.

Отримані дані свідчать про те, що таксономічна структура альгофлори фонових ділянок і урбоекосистем відрізняється. Для Xanthophyta простежується зниження різноманіття в міських ґрунтах, для діатомових - збільшення. Чутливість жовтозелених до дії різноманітних антропогенних порушень ґрунтів відмічалася й раніше [4; 12].

Трансформація ґрунтових альгоугруповань в урбоекосистемах позначається й на змінах біомаси й чисельності водоростей (табл. 1).

Таблиця 1. Показники чисельності й біомаси ґрунтових водоростей досліджених біоценозів

Примітка. У чисельнику - біомаса водоростей, мг на 1 г абсолютно сухого ґрунту; у знаменнику - чисельність, тис. клітин на 1 г абсолютно сухого ґрунту.

Середні показники біомаси (чисельності) ґрунтових водоростей різних відділів верхнього гумусового шару ґрунту фонового степового біогеоценозу складають 4,99-10^-3 мг/г (14,670 тис. кл./г), лісового - 2,73-10^-3 мг/г (6,995 тис. кл./г). У ґрунтах деревних насаджень природно-рекреаціної зони міста відмічено збільшення кількості клітин зелених водоростей разом із зменшенням їх біомаси. Також зменшуються й розміри клітин діатомових водоростей, про що свідчить зменшення їх біомаси втричі, тоді як кількість клітин стала меншою лише в 1,7 разів. У міських ґрунтах трав'янистих насаджень також зростає чисельність зелених водоростей й зменшуються їх розміри. Чисельність діатомових незначно поступається фоновим ділянкам, проте їх біомаса збільшується.

Аналіз екологічної структури альгоугруповань урбоекосистем показав переважання (58 %) Ch-, P-, X-, С-життєвих форм (табл. 2).

Таблиця 2. Склад життєвих форм ґрунтових водоростей досліджених біогеоценозів

Примітка. У дужках - відсоток від загальної кількості видів.

Ранжирування індексів життєвих форм ґрунтових водоростей дозволило отримати спектр для деревних насаджень міста: Ch₁₆Р₁₅С₁₂X₈H₆B₅M₂Cf₂ampf₂ (68), трав'яних насаджень - Ch₁₅P₁₀B₆C₆H₅X₃M₁Nf₁Cf₁amph₁ (49), фонових ділянок степового біогеоценозу P₁₆Ch₁₁X₆H₆B₅C₅Nf₁Cf₁M₁ampf₁(53) та лісового - Ch₁₅X₁₁C₉H- 5B₄P₄Cfi M1ampfi (51).

Систематична й екологічна структура ґрунтової альгофлори м. Маріуполь відрізняється від фонових. На території міста було виявлено 78 видів ґрунтових водоростей, які належать до п'яти відділів: Chlorophyta (41,0 %), Cyanophyta (32,1 %), Xanthophyta (11,5 %), Bacillariophyta (10,3 %), Eustigmatophyta (5,1 %). З них у ґрунтах під деревними насадженнями відмічено 68 видів, у складі альгоу- груповань трав'яних насаджень - 49.

Спектр життєвих форм водоростей у ґрунті деревних насаджень міста відповідає формулі Ch₁₆P₁₅C₁₂X₈H₆B₅M₂Cf₂ampf₂, трав'яних насаджень - Ch₁₅P₁₀B₆C₆H- ₅X₃M₁Nf₁Cf₁amph₁.

Найбільша кількість клітин й біомаса водоростей у ґрунтах фонових й міських екосистем встановлена для зелених і жовтозелених водоростей.

Бібліографічні посилання

ґрунтовий водорость альгофлора

1. Аксенова Н.П. Материалы к флоре эдафофильных водорослей и цианопрокариот лесных экосистем окрестностей г. Ижевска / Н.П. Аксенова // Вестник Удмуртского ун-та. Биология. Науки о Земле. - 2010. - Вып. 2. - С. 26-33.

2. Водорості ґрунтів України (історія та методи дослідження, система конспект флори) / І.Ю. Костіков, П.О. Романенко, Е.М. Демченко та ін. - К.: Фітосоціоцентр, 2001. - 300 с.

3. Голлербах М.М. Почвенные водоросли / М.М. Голлербах, Э.А. Штина - Л.: Наука, 1969. - 228 с.

4. Кабиров Р.Р. Использование альгологических критериев при экологическом прогнозировании антропогенной нагрузки на наземные экосистемы / Р.Р. Кабиров // Успехи современного естествознания. - 2007. - № 3. - С. 21-29.

5. Кузяхметов Г.Г. Методы изучения почвенных водорослей: учеб. пособие / Г.Г. Кузяхметов, И.Е. Дубовик. - Уфа: Изд-во Башкир. ун-та, 2001. - 60 с.

6. Кузяхметов Г.Г. Водоросли зональных почв степи и лесостепи / Г.Г. Кузяхметов // - Уфа: РИО БашГУ, 2006. - 284 с.

7. Мальцева І.А. Ґрунтові водорості як структурний елемент Великоанадольського лісового культурбіогеоценозу / І.А. Мальцева // Ґрунтознавство. - 2003. - Т 4, № 1-2. - С. 66-72.

8. Мальцева І.А. Ґрунтові водорості лісів степової зони України / І.А. Мальцева. - Мелітополь: Люкс, 2009. - 312 с.

9. Новичкова-Иванова Л.Н. Почвенные водоросли фитоценозов Сахаро-Гобийской пустынной области / Л.Н. Новичкова-Иванова. - Л.: Наука, 1980. - 255 с.

10. Тохтарь В.К. Структура флор техногенных территорий Донецкой области / В.К. Тохтарь // Промышленная ботаника. - 2003. - Вып. 3. - С. 21-24.

11. Шеховцева О.Г. Почвенные альгосинузии урбоэкосистем Донецкого Приазовья (на примере г. Мариуполя) / О.Г. Шеховцева // Біологічний вісник. - МДПУ: Мелітополь: Друкарня «Люк». - 2012. - № 2 (2). - С. 101-108.

12. Штина Э.А. Экология почвенных водоростей / Э.А. Штина, М.М. Голлербах. - М.: Наука, 1976. - 144 с.

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

Размещено на Allbest.ru