Микробиологическая диагностика проблемных экологических ситуаций на объекте рекреационного природопользования за 25-летний период (на примере Лесной опытной дачи РГАУ–МСХА им. К.А. Тимирязева)

Размещено на http://www.allbest.ru/

РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

Микробиологическая диагностика проблемных экологических ситуаций на объекте рекреационного природопользования за 25-летний период (на примере Лесной опытной дачи РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева)

Мосина Л.В., Журовский В.В.

Аннотация

экологический мониторинг почва микробиологический

Лесные и лесопарковые ландшафты в мегаполисах выполняют функции «зеленых легких». Рассмотрены результаты проведения сравнительного экологического мониторинга лесорастительных свойств почв и изменения микробиологической компоненты системы «почва-растение» в 25-летнем периоде в условиях загрязнения почв тяжелыми металлами и нерегулируемой рекреации на примере ЛОД РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева.

Ключевые слова: ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ, ЛЕСНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ, НЕРЕГУЛИРУЕМАЯ РЕКРЕАЦИЯ, УПЛОТНЕНИЕ ПОЧВ, МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВ, ЗЕЛЕНЫЕ НАСАЖДЕНИЯ

Основная часть

Урбанизация вызвала колоссальное негативное воздействие на состояние окружающей природной среды. Сейчас в городах проживает около 3/4 населения планеты, и урбанизация имеет тенденцию к росту [1].

Рост городского населения значительно увеличивает рекреационную нагрузку, от которой, прежде всего, страдают зеленые насаждения лесных и лесопарковых ландшафтов, играющие важнейшую оздоровительную роль «зелёных легких» в условиях городов-мегаполисов.

Однако в силу ряда объективных и субъективных причин, в т.ч. низкой экологической культуры и отсутствия должного экологического контроля и обоснованных требований к содержанию зеленых насаждений, санитарно-гигиенические и иные функции «зеленых легких» больших городов не в полной мере способствуют оздоровлению окружающей природной среды.

Эта ситуация явно усугубляется из-за сокращения площадей и ухудшения качества зеленых насаждений в городах.

Например, за последние 100 лет лесные площади планеты сократились примерно на 15 млн. кв. км, что составляет около трети общей их площади [2], а зелёные насаждения характеризуются значительным (до 50%) снижением облиственности, повреждаемостью листовой пластины в результате хлороза или жизнедеятельности насекомых, значительными механическими повреждениями [3].

Значительно ухудшила состояние зеленого покрова аномальная засуха 2010 года.

Одним из факторов, негативно влияющих на состояние и функционирование зелёных насаждений, особенно в урбанизированной среде, является уплотнение почвы, вызванное нерегулируемой рекреацией, что связано с огромным притоком народонаселения в Московском мегаполисе.

Так, более 130 лет тому назад (1862 год) при населении Москвы около 500 тысяч человек и при обилии лесов в ее пригородах, известный ученый А.Р. Варгас де Бедемар в своём отчёте отмечал на примере уникального лесного массива - Лесной опытной дачи РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (ЛОД РГАУ-МСХА), что увеличение населения Москвы вызывает отодвижение лесных массивов от города [4].

Рекреационная нагрузка от отдыхающих исчисляется несколькими тысячами человек, что значительно превышает допустимые нормы нагрузок для зелёной зоны Подмосковья [5]. В настоящее время рекреационная нагрузка еще более возросла. Этот экологический фактор напрямую нарушает комплекс лесорастительных свойств почв, что отражается на состоянии насаждений [6]. Между тем, плотность сложения почвы во многом определяет формирование почвенных режимов (водно-воздушного, температурного, гидрологического, биохимической активности) и оказывает часто решающее влияние на проявление почвой своих основных экологических функций, условия роста, развитие и продуктивность растений, жизнедеятельность микроорганизмов и почвенной фауны.

Поэтому знание закономерностей изменения плотности сложения почвенного профиля приобретает особое значение для углубленной оценки всей совокупности изменения почвенной среды и состояние лесных культур.

Еще более значимым является сочетанное действие уплотнения почвы с ее загрязнением. В городах-мегаполисах, в крупных промышленных центрах отмечается значительное загрязнение почв различными поллютантами, приоритетными из которых выступают тяжелые металлы (ТМ).

При этом особую опасность представляют масштабы и рост данного загрязнения в сочетании с увеличением рекреационной нагрузки. Так, содержание одного из опасных ТМ - свинца (Pb) возросло за столетний период с 6 мг/кг почвы в 1909-1910 гг. до 140 мг/кг в конце прошлого столетия [6].

Бесспорно, свойства почвы влияют на рост и состояние фитоценозов, это необходимо учитывать при подборе древесных пород с целью создания устойчивых фитоценозов, что особенно актуально в условиях крупных промышленных городов-мегаполисов.

При этом необходима более ранняя диагностика нарушений, происходящих в системе «почва-растение», что позволит предотвратить необратимые процессы деградации лесных и лесопарковых ландшафтов и снизить затраты на их восстановление.

В этой связи для целей диагностики незаменимыми выступают биологические компоненты, среди которых наиболее чувствительными являются почвенные микроорганизмы, наиболее адекватно отражающие экологическое состояние системы «почва-растение» [7, 8].

На высокую индикаторную способность микроорганизмов указано в работах ряда исследователей. Так, например, под влиянием ТМ изменяется численность, видовой состав и жизнедеятельность почвенной микробиоты [6, 9-14].

ТМ ингибируют процессы минерализации и синтеза различных веществ в почвах [6, 15-16] и могут выступать как мутагенный фактор [17].

Несмотря на огромное значение почвенной микробиоты в экологических исследованиях, изученность данного вопроса для лесных почв на объектах рекреационного природопользования ещё слабая, особенно в длительном временном интервале.

Поэтому целью наших исследований явилось изучение микробной компоненты как наиболее чувствительной в системе «почва-растение» на участках леса в условиях различного загрязнения и рекреационной нагрузки во временном интервале, включающем 25-летний период.

Объектом исследования является уникальный лесной массив площадью 232,6 га - Лесная опытная дача (ЛОД) РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, расположенная в северо-западной части столичного мегаполиса [18].

Исследования проводили на ранее заложенных пробных площадях под насаждениями, произрастающими на разном удалении от городской среды (5 м и 450-500 м), а, следовательно, испытывающими различное антропогенное воздействие.

В качестве изучаемых насаждений были исследованы дубравы двух возрастных групп - X и XII и VII-VIII классов и двухъярусные сосново-березовые древостои IX-XI классов возраста,

На этих участках леса были заложены пробные площади размером 0,5 га. На заложенных площадях выделялись наиболее представительные модельные деревья, под которыми отбирались почвенные образцы. Принимая во внимание значительную пестроту почвенного покрова, особенно в лесных фитоценозах, отличающихся составом растительности, освещенностью, густотой стояния древостоя и прочими факторами, влияющими на биологическую компоненту почвы, особенно ее наиболее чувствительную составляющую - микробиоту, для снижения анизотропности фитогенного поля почвенные образцы отбирали по периметру проекции крон модельных деревьев. На каждой пробной площади модельные деревья в количестве 5-7 отбирали среди наиболее представительных древостоев, под которыми в динамике по сезонам года отбирали почвенные образцы глубиной верхнего 10 см гумусового горизонта, что соответствует глубине ризосферной зоны.

Образцы отбирали в 7-10-кратной повторности, тщательно перемешивали и составляли смешанный образец, который анализировали.

Методика исследований

Микробиологические исследования проводили в свежих образцах почв по общепринятой методике [19].

В опыте изучали количественный и качественный состав аэробных гетеротрофных микроорганизмов:

- общее количество аммонификаторов, в т.ч. споровых и неспоровых групп (среда для учета микроорганизмов: мясо-пептонный агар (МПА), pH 7,0-7,2);

- общее количество микроорганизмов, использующих минеральные формы азота, в т.ч. актиномицетов, и их качественный состав (групповой) (среда для учета микроорганизмов: крахмало-аммиачный агар (КАА), pH 7,2-7,4);

- видовой состав спорообразующих бактерий (среда для учета микроорганизмов: мясо-пептонный агар (МПА) и сусло аммиачный агар (СА),1:1, pH 7,0-7,2);

- поведение клеток Bac. idosus в почвенном профиле.

Параллельно определяли плотность верхнего 10 см слоя почвы (величину объемной массы - ОМ), значение которой сопоставляли с ранее проведенными исследованиями по слоям (0-3, 0-7, 0-11 см).

Состояние растений на пробных площадях оценивалось по категории жизнестойкости, показатели которой приняты для оценки лесных древостоев [20]. Категория жизнестойкости устанавливалась нами визуально, характеризуя общее экологическое состояние древостоя (кривоствольность, суховершинность, наличие повреждений, вызванные различными заболеваниями вследствие ослабленности организма)

В зависимости от степени выраженности этих показателей оценивали устойчивость (жизнестойкость) разных древесных пород. Устойчивость признавалась высокой (++), если в насаждениях отсутствовали (а если имелись, то не превышали 10% древостоев) кривоствольность, суховершинность и наличие повреждений. Средняя устойчивость (+) признавалась при наличии этих признаков в незначительной степени (около 15-25 % древостоев). Слабая (-) - если эти признаки проявлялись у значительных количеств древостоев (больше 30%) и имели более выраженный характер.

Результаты исследования и их обсуждение

За прошедший 20-25-летний период произошли существенные изменения на территории ЛОД РГАУ-МСХА (рис. 1).

С одновременным возрастанием уплотнения установлено значительное захламление территории, особенно в пятом квартале, который граничит с большой Академической улицей и где расположены гаражи.

Если доля тропиночной сети в ЛОД в 80-90 годах составляла 30-35 %, то в 2010-2014 годах она возросла в полтора-два раза (рис. 2).

Рис. 1 План-схема ЛОД

Как общая закономерность отмечается значительное возрастание рекреационной нагрузки, вызвавшей полутора-двукратное увеличение площади вытоптанных территорий и почти полностью уничтожившей живой напочвенный покров, особенно в 1 квартале ЛОД.

Наряду с увеличением площади вытоптанной территории отмечено увеличение плотности сложения верхнего гумусового горизонта практически на всех пробных площадях (под всеми изученными древостоями).

Динамические сукцессии плотности (величины объемной массы - ОМ) верхнего 10 см гумусового слоя представлены в таблице 1.

Рис. 2 Тропиночная сеть в ЛОД

Таблица 1

Сезонные сукцессии плотности почвы гумусо-аккумулятивного горизонта (0-10 см) почвы под насаждениями ЛОД за 25-летний период в условиях различной антропогенной нагрузки

*верхняя строка - 1990 год

нижняя строка - 2014 год

Во все сроки исследования по истечении 25-летнего периода отмечено увеличение плотности почвы, причём наибольшие колебания - на пробной площади № 11, что бесспорно нарушает аэрируемость корнеобитаемого слоя, особенно верхнего 10 см слоя, где располагается основная масса всасывающих корней, которые выполняют главные санитарно-гигиенические функции.

В весенний период (май) под древостоями (пробная площадь № 6) в 1990 году плотность почвы в ризосфере дубового фитоценоза составляла 0,77±0,06 г/см³, а в 2014 г. - 0,87±0,08 г/см³, причём это увеличение не связано с гидротермическим режимом, состояние которого было примерно аналогично предыдущему периоду.

Ещё большие различия по годам исследований отмечаются на пробной площади № 11. В 1990 г. величина ОМ составляла здесь 1,01±0,09 г/см³, а в 2014 - на 44% больше (1,45±0,08 г/см³).

В отдельные периоды вегетации на участках с повышенной антропогенной нагрузкой величина плотности почвы достигает 1,82±0,09 г/см³.

Нарушение аэрируемости ризосферной зоны, где сосредоточена основная масса всасывающих корней, характеризует значительное ухудшение лесоэкологических свойств почв, что отразилось на росте и состоянии лесных древостоев (рис. 3).

Рис. 3 Экологическое состояние древостоя в зависимости от антропогенной нагрузки

Жизненное состояние изученных насаждений ухудшилось на всех изучаемых пробных площадях. Увеличились такие явно выраженные признаки угнетения, как наличие повреждений, кривоствольность, снижение ассимиляционного аппарата, высокая степень суховершинности у хвойных. Данные изменения выражены в еще большей степени под дубовыми древостоями старшего возраста (X-XII класс возраста).

При этом интенсивность снижения различается на участках леса с различной антропогенной нагрузкой в зависимости от состава и возраста древостоев.

Если в 1990 году устойчивость древостоев оценивалась как средняя (% повреждённых древостоев составлял 15-25 под дубовыми древостоями) и высокая (% повреждений древостоев не больше 10) в сосново-березовых фитоценозах на участках леса в центре лесного массива, то в 2014 году их устойчивость значительно снизилась, и % повреждённых древостоев увеличился, соответственно, до 25-30 % в дубовых и до 10-15 % в сосново-березовых фитоценозах.

Еще большую тревогу вызывает состояние насаждений на пограничных с мегаполисом участках леса, где признаки угнетения, наличие повреждений отмечались у значительной части древостоя: более 50% древостоя (50-60 %).

Ухудшение экологического состояния в системе «почва-растение», вызванное нарушением режима аэрации ризосферной зоны в сочетании с ослаблением ассимиляционного аппарата растений, особенно на участках леса с повышенным антропогенным воздействием, создает в почве сенсибилизационные эффекты, в результате чего снижается микробиологическая активность и существенно изменяется количественный и качественный состав аэробных гетеротрофных микроорганизмов, причем интенсивность снижения отличается на участках леса с различной антропогенной нагрузкой в зависимости от состава и возраста древостоев (табл. 2).

Как общая закономерность, отмечается значительное снижение пула микроорганизмов за 25-летний период под всеми изученными участками лесного массива. В процентном соотношении это снижение составляет 28,9-39,5 % на участках леса с минимальной антропогенной нагрузкой (в центре лесного массива) и 29,3-41,7 % - на пограничных с городом территориях.

Наибольшее ослабление микробиологической активности в почве (общая численность микроорганизмов на средах МПА и КАА) наблюдается под дубовыми древостоями старшего возраста. Численность изучаемых организмов на участках леса с минимальной антропогенной нагрузкой колеблется от 84,4±8,8 в 1990 г. до 51,1±5,0 млн. КОЕ/1 г почвы в 2014 г. Численность микроорганизмов на участках леса с повышенной антропогенной нагрузкой колеблется от 28,3±2,4 до 16,5±1,6 млн. КОЕ/1 г почвы в упомянутом временном интервале. Процент снижения здесь составляет около 41,7%, в то время как в центре лесного массива под тем же составом древостоя он заметно ниже (39,5%). Оценивая микробиологическую активность на этих участках леса однопородных и одновозрастных древостоев, но с различной антропогенной нагрузкой в 1990 г. и в 2014 г., отмечаем высокий процент снижения: 66,5% и 67,7%, соответственно, причем с нарастанием процесса деградации.

Таблица 2

Микробиологическая активность почвы на участках ЛОД с различной антропогенной нагрузкой (для верхнего 10 см слоя, сумма микроорганизмов на МПА+КАА, млн. КОЕ/1 г почвы)

Более молодые, 70-80-летние, дубовые древостои характеризуются максимальной микробиологической активностью как в 1990 году, так и в 2014 году: соответственно 151,6±14,9 и 116,0±10,4 млн. КОЕ/1 г почвы по сравнению с сосново-березовыми фитоценозами, где число данных групп микроорганизмов 110,9±11,2 и 79,9±7,0 млн. КОЕ/1 г почвы, что, возможно, связано с более благоприятным (богатым) пищевым режимом почвы под дубовыми фитоценозами по сравнению со смешанным хвойным лесом. Так, одно дерево дуба в возрасте 90-100 лет берет из почвы ежегодно кальция 169 г и азота 102 г, что, соответственно, примерно в 10-4,5 раза больше, чем у сосновых древостоев, и возврат составляет 80-90 % от потребления [21], т.е. богатство растительного опада у дубовых древостоев значительно выше, что вызывает существенное обогащение почвы органическим субстратом и способствует более активному развитию микроорганизмов.

Обогащение почвы органическим субстратом повышает сопротивляемость фитоценозов, что диагностируется почвенной микрофлорой. Здесь же проявляется действие временного фактора и фактора антропогенеза, причём последний действует более значимо.

Если временной фактор изменяет микробиологическую активность (численность микроорганизмов) почв под фитоценозами приспевающих дубовых древостоев с 84,4±8,8 в 1990 г. до 51,1±5,0 млн. КОЕ/1 г почвы в 2014 г., т.е. почти в 2 раза, то фактор антропогенеза действует существенно более значимо. В условиях повышенного антропогенного воздействия на участках леса однопородных одновозрастных древостоев, приближенных к городской среде, варьирование количественных микробиологических показателей составляет уже трехкратное значение, и численность микроорганизмов снижается с 84,4±8,8 до 28,3±2,4 млн. КОЕ/1 г почвы в 1990 г. и с 51,1±5,0 до 16,5±1,6 млн. КОЕ/1 г почвы в 2014 г.

Более значимо снижается микробиологическая активность в почве под однопородными 70-80-летними дубовыми древостоями: с 151,6±14,9 до 65,3±6,3 млн. КОЕ/1 г почвы в 1990 г. и с 116,0±10,4 до 42,7±4,1 млн. КОЕ/1 г почвы в 2014 г.

Под сосново-березовыми фитоценозами, в отличие от приспевающих дубовых древостоев, нет существенных различий в интенсивности снижения за данный период, когда % снижения суммарной микробиологической активности по годам был примерно на одном уровне: 28,9% на участках в центре лесного массива и 29,3% - на пограничных с городом территориях. Возможно, это характеризует данный тип фитоценоза как более устойчивый к городской среде, вероятно, за счёт примеси березы в составе данного фитоценоза. Берёза, как следует из имеющихся литературных источников, характеризуется довольно высокой устойчивостью к антропогенному воздействию [22].

Увеличение загрязнения территории тяжелыми металлами вблизи городских агломераций, вызывающее ослабление состояния «зеленых легких», как следует из литературных источников, ингибирует процессы минерализации и синтеза различных веществ в почве [6, 15, 23], что отмечается и в наших исследованиях.

С увеличением антропогенной нагрузки (плотность почвы - 1,6-1,8 г/см³), вызывающей ухудшение аэрируемости корнеобитаемого слоя и нарушение ассимиляционного аппарата растений на фоне повышенного загрязнения ТМ, численность микроорганизмов еще более снижается, что обусловлено сенсибилизационным эффектом.

Анализ численности микроорганизмов, использующих минеральные формы азота (численность на КАА), показал еще более значимое снижение по обсемененности данных групп организмов как в зависимости от степени антропогенной нагрузки, так и вида древесных пород.

Если % снижения аммонификаторов под дубовыми фитоценозами по годам (за 25-летний период) составляет примерно 23,6-44,7 % на участках леса с различной антропогенной нагрузкой, то сукцессия микроорганизмов, развивающихся на минеральном источнике азота под однопородными древостоями, возрастала до 30,6-58,6 % (табл. 3).

Таблица 3

Сукцессии микроорганизмов на МПА и КАА по годам исследований зависимости от антропогенной нагрузки (удалённости от городской среды) и вида древесных пород

Снижение численности микроорганизмов, использующих минеральные формы азота, определенным образом свидетельствует о нарушении активности минерализационных процессов в системе «почва-растение», что подтверждается соотношением численности микроорганизмов, развивающихся на органических и минеральных источниках азота (МПА/КАА), т.е. коэффициентом минерализации. Чем выше это соотношение, тем слабее протекают деструкционные процессы, то есть ослабляются процессы минерализации органического вещества (табл. 4).

Таблица 4

Интенсивность минерализационных процессов на участках леса с различной антропогенной нагрузкой за 25-летний период (МПА/КАА)

На участках леса с повышенной антропогенной нагрузкой процессы минерализации (деструкции) органического вещества протекают значительно слабее, что диагностируется коэффициентом минерализации (соотношением МПА/КАА), величина которого здесь значительно выше и колеблется от 1,6 до 2,6 единиц. Это почти в 2 раза выше показателей в аналогичных лесных фитоценозах в центре лесного массива, где коэффициент минерализации - 1,1-1,6.

Снижение интенсивности биологических процессов отмечается и при анализе видового состава бацилл, среди которых изменяется соотношение видов, участвующих на разных этапах минерализации органического вещества. Такие виды, как Bac. cereus, Bac. virgulus, Bac. Agglomeratus, участвуют на более ранних стадиях деструкции органического вещества, в отличие от Bac. idosus, Bac. Mesentericus - Bac. subtilis, Bac. megatherium, разлагающих органическое вещество на более поздних этапах. Виды Bac. cereus, Bac. virgulus, Bac. agglomeratus обладают более слабым ферментативным аппаратом, поэтому разлагают наиболее мобильные фракции органических веществ, которые содержатся в структуре гумусовых веществ, на начальной стадии минерализационного процесса, в отличие от видов Bac. megatherium, Bac. mesentericus - Bac. subtilis, Bac. idosus, характеризующихся значительно более мощной энзиматической системой, что позволяет им выполнять деструкционное функции более устойчивой, труднодоступной части органических веществ (табл. 5).

Таблица 5

Видовой состав спорообразующих бактерий на участках леса с различной антропогенной нагрузкой (%)

*верхняя строка - 1990 год

нижняя строка - 2014 год

Подобное разделение обусловлено различной биохимической активностью бацилл [24], что позволило Е.Н. Мишустину [25] классифицировать их как «северные» и «южные» виды. На участках леса с повышенной антропогенной нагрузкой увеличивается содержание «северных» видов, что подтверждает ослабление минерализационных процессов, усиливающихся в современных условиях (табл. 6).

Таблица 6

Соотношение «северных» и «южных» видов бацилл на участках леса с различной антропогенной нагрузкой (%)

*верхняя строка - 1990 год

нижняя строка - 2014 год

Выводы

1. Изучение почвенно-экологического состояния под дубовыми и сосново-березовыми фитоценозами ЛОД ГРАУ-МСХА им К.А. Тимирязева за 25-летний период показало существенные изменения под воздействием антропогенных факторов: нерегулируемой рекреации в сочетании с загрязнением тяжелыми металлами.

2. За 25-летний период увеличилась почти в 1,5 раза площадь вытоптанной территории, уничтожившей живой напочвенный покров, особенно в 1 квартале ЛОД, что сопровождается увеличением плотности верхнего корнеобитаемого слоя примерно на 20%: с 1,16±0,09 г/см³ до 1,8±0,13 г/см³.

3. Нарушение аэрируемости корнеобитаемого слоя на фоне увеличения антропогенной нагрузки снижает жизненное состояние древостоев, особенно приспевающих дубовых фитоценозов, повреждаемость которых в 2014 г. на участках леса с минимальным антропогенным воздействием увеличилась на 10-15 % (сосново-березовых - на 5-10 %), на участках леса с повышенным антропогенным воздействием - на 25-30 % (сосново-березовых - на 10-15 %). Таким образом, фактор уплотнения почвы выступает как более значимый в сравнении с временным фактором.

4. Приоритетным является фактор сочетанного загрязнения и уплотнения почвы, обусловленный возникающим сенсибилизационным эффектом. На участках леса, произрастающего на пограничной с мегаполисом территории, признаки угнетения, повреждаемости отмечались у значительной части древостоев - более 50%.

5. Установлено снижение численности микроорганизмов, использующих минеральные формы азота, по сравнению с использующими органические формы азота, что свидетельствует о нарушении, падении активности минерализационных процессов в системе «почва-растение». На участках леса с повышенной антропогенной нагрузкой процессы минерализации (деструкции) органического вещества протекают значительно слабее, что диагностируется коэффициентом минерализации (соотношением МПА/КАА), величина которого здесь существенно выше и колеблется от 1,6 до 2,6 единиц. Это почти в 2 раза выше показателей в аналогичных лесных фитоценозах в центре лесного массива, где коэффициент минерализации - 1,1-1,6. Во временном 25-летнем интервале выявлено нарастание нарушений в процессе деструкции органики в почве.

6. Выявлено увеличение в структуре спорообразующих бактерий доли бацилл с менее мощным ферментативным аппаратом - «северных видов» (Bac. cereus, Bac. virgulus, Bac. Agglomeratus) по сравнению с «южными видами» (Bac. idosus, Bac. megatherium, Bac. mesentericus-Bac. Subtilis) с 37% до 46% на участках леса, удаленных от города, и с 40% до 56% на участках леса с повышенной антропогенной нагрузкой в период с 1990 по 2014 г.г. Изменение структуры «южных видов» за 25-летний период произошло за счет роста клеток Bac. idosus, толерантных к уплотнению почвы, с 57% до 89%, что свидетельствует об усилении рекреационной нагрузки, вызывающей уплотнение верхнего корнеобитаемого слоя.

Полученные результаты отражают экологическое состояние городских фитоценозов, которое значительно ухудшается в условиях столичного мегаполиса и влечет снижение рекреационного потенциала «зеленых легких» Москвы.

Знание поведения микробных компонентов почв способствует выявлению условий и путей формирования устойчивых экосистем городских лесов и лесопарков в условиях повышенной антропогенной нагрузки, что особенно актуально в условиях современного большого города.

Список использованных источников

1. Почва, город, экология / Под ред. Г.В. Добровольского. М. 1997. 248 с.

2. Сухих В.И. Лесной растительный покров Земли в прошлом, настоящем и будущем. // В сб.: Глобальные экологические проблемы на пороге XXI века. (Материалы научной конференции, посвященные 85-летию академика А.Л. Яншина). М.: Наука. 1998. 298 с. (с. 136-155).

3. Состояние зелёных насаждений в Москве (Аналитический доклад по данным мониторинга 2004 г.). М.: Издательство «Прима-Пресс» - 2004. 289 с.

4. Итоги экспериментальных работ в Лесной опытной даче ТСХА за 1862-1962 годы. М.: МСХА. 1964. 519 с.

5. Герман A.A. Динамика рекреационной нагрузки на территории Лесной опытной дачи ТСХА // Лесные экосистемы и вопросы моделирования. М.: ТСХА. 1985. С. 31-35.

6. Мосина Л.В. Антропогенные изменения лесных экосистем в условиях мегаполиса Москвы. Автореферат диссертации д.б.н. 2003. 34 с.

7. Мосина Л.В. Использование индикационных возможностей почвенных микроорганизмов для оценки антропогенных воздействий в городских и пригородных лесах (на примере ЛОД ТСХА). // В сб.: Устойчивость и продуктивность лесоаграрных экосистем в условиях техногенеза. М.: Изд-во МСХА. 1992. С. 16-24.

8. Anderson T.-H., Domsch K. H. Soil microbial bio-mass: the eco-physiological approach // Soil Biol. Biochem. 2010, v. 42. P. 2039-2043.

9. Бабьевa И.П., Левин С.В., Решетова И.С. Изменение численности микроорганизмов в почвах при загрязнении тяжелыми металлами // Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ. 1980. С. 115-120.

10. Гузев В.С., Левин С.В., Звягинцев Д.Г. Реакция микробной системы почв на градиент концентрации тяжелых металлов // Микробиология. 1985, т. 54, № 3. С. 414-420.

11. Клевенская И.Л. Влияние тяжелых металлов (Cd, Zn, Pb) на биологическую активность почв и процесс азотфиксации // Микробоценозы почв при антропогенном воздействии. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние. 1985, №1. С. 73-94.

12. Левин С.В., Гузев B.C., Асеева И.В. и др. Тяжелые металлы как фактор антропогенного воздействия на почвенную микробиоту // Микроорганизмы и охрана почв / Под ред. Д.Г.Звягинцева. М.: Изд-во МГУ. 1989. 204 с.

13. Babich H., Stotzky G. Heavy metal toxicity to microbe-mediated ecologie processes: a review and potential application to regulatory policies. // Environ. Res. 1985, vol. 36, N 1. P. 111-137.

14. Duxbury T. Ecological aspects of heavy metal responses in microorganisms. //Adv. Microb. Ecol. 1985, vol. 8. N V; L., - P. 185-235.

15. Наплекова H.H., М. Д. Степанова. Биоиндикация загрязнения почв свинцом и кадмием по микробным ценозам; Новосиб. гос. аграр. ун-т. Новосибирск: [б. и.]. 2000. 124 с.

16. Doelman P., Haanstra L. Effect of lead on the decomposition of organic matter // Soil Biol. a. Biochem.1979, vol. 11, N 5. P. 481-485.

17. Flessel C.P. Metals as mutagens // Inorg. a. Nutr. Aspects Cancer. Proc. 1st. Conf. Int. Assoc. Bioinorg. Sci. Calif. 1977. N.V.; I.; - 1978. P. 117-128.

18. Поляков А.Н., Наумов В.Д. 150 лет Лесной опытной даче // Известия ТСХА. 2012, вып. 6. С. 176-185.

19. Методы почвенной микробиологии и биохимии: Учеб. Пособие / Под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: Изд-во МГУ. 1991. 304 с.

20. Спиридонов В.Н. Изменение пригородных лесов под влиянием рекреационного использования // Пригородные леса городов Западной Сибири пути их рационального использования для рекреационных целей. Новосибирск. 1976. С. 119-122.

21. Ткаченко М.Е. Влияние отдельных древесных пород на почву // Почвоведение. 1939, № 10. С. 3-16.

22. Smith W.H., Siccana T.G. The hubgar of brook ecosystems study: biogeo-chemistry of lead in the northern hardwood forest //1. Environ. Qual. 1981, v. 10, M 3. P. 323-333.

23. Евдокимова Г. А. Эколого-микробиологические основы охраны почвы Крайнего Севера. Апатиты. 1995. 268 с.

24. Тимофеева А.Г. Физиологические особенности аэробных спорообразующих бактерий // Автореф. дис.. канд. наук. М. 1952.

25. Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и плодородие почвы. М.: Изд-во АН СССР. 1956. 342 с.

Размещено на Allbest.ru