Экологическое состояние и устойчивость почв таежно-лесной зоны к антропогенным воздействиям

Нарастающая антропогенная нагрузка на экосистемы ставит вопрос и делает актуальной проблему понимания и оценки их устойчивости. Почва, как основное звено экосистемы, во многом определяет устойчивость биосферы и её очищение от загрязняющих веществ, что обусловлено в значительной мере способностью почвенных микроорганизмов разлагать широкий спектр природных и техногенных загрязнителей. Высокая чувствительность почвенных микроорганизмов даже к низким концентрациям загрязняющих веществ и любым нарушениям в почве позволяет использовать микробиологические характеристики для оценки экологического состояния почвы.

По мнению ведущих ученых (Глазовская, 1983; Одум, 1986; Благодатская, Ананьева, 1996; Ананьева, 2003) устойчивость почв к различным воздействиям определяется способностью микроорганизмов противостоять различным стрессам и возвращаться к нормальному функционированию. Широко применяемым показателем нарушения и мерой устойчивости почвы к воздействиям является величина микробного метаболического коэффициента (q СО2), который определяется как отношение базального (фонового) дыхания почвы к её микробной биомассе (С мик.). По данным Н.Д. Ананьевой (2003), сравнивая величины q CО2 нарушенной и ненарушенной (контроль) почвы можно дать оценку различным воздействиям и определить степень нарушения экологического состояния почвы.

В своих исследованиях мы попытались с помощью биохимических показателей оценить устойчивость зональных дерново-подзолистых и редких дерново-бурых почв таежно-лесной зоны к свинцовому загрязнению после длительного использования их под посев зерновых культур.

Объект и методы исследований

Объектом исследований явились дерново-подзолистые и дерново-бурые слабооподзоленные почвы. Для характеристики профильного варьирования свойств почв, почвенные образцы отбирали по генетическим горизонтам в летние месяцы в пятикратной повторности с трех стенок почвенного разреза с соблюдением стерильности. Во влажном состоянии определяли в почвенных образцах содержание и состав эколого-трофических групп микроорганизмов. Часть почвенных образцов доводили до воздушно-сухого состояния и использовали для изучения физико-химических свойств и закладки модельных опытов.

При закладке модельных опытов использовали почвенные образцы верхних корнеобитаемых горизонтов до глубины 20 см. Образцы почв высушивали, растирали и пропускали через сито 3 мм. Модельные опыты с дозами уксуснокислого свинца послужили основой для определения устойчивости микробных систем к загрязнению. Загрязнение уксуснокислым свинцом проводили путем тщательного перемешивания соли с воздушно сухой почвой. Эта соль легко растворима, позволяет оценить максимальное действие свинца на функционирование микробных систем. Срок модельных опытов – 6 месяцев.

В свежих образцах определяли численность и состав основных эколого-трофических групп микроорганизмов по общепринятым методикам (Звя-Экологическое состояние и устойчивость почв таежно-лесной зоны .

65 гинцев, 1980). Для определения степени разложения органического вещества рассчитывали коэффициент минерализации путем деления численности автотрофных бактерий на количество микроорганизмов, использующих органические формы азота.

Оценку биохимической активности микроорганизмов в исследуемых целинных и опытных образцах проводили на основе активности каталазы и уровня дыхания. Активность каталазы измеряли согласно методу, разработанному Хазиевым (1976). Активность дыхания определяли адсорбционным методом, в модификации Шаркова (1984), в замкнутых сосудах при экспозиции почвы в течение 24 ч. при оптимальном для функционирования микроорганизмов температурном режиме (+28оС). В образцах измеряли базальное (фоновое) дыхание (БД), учитывая скорость выделения СО2 почвой в течение 24 ч. при увлажнении её водой, и субстрат индуцированное дыхание (СИД) при внесении в почву глюкозы – дополнительного источника углерода и энергии. При этом рассчитывали углерод микробной биомассы и микробный метаболический коэффициент по методике, разработанной Ананьевой (2003). Ряд исследователей (Благодатская, Ананьева, 1996; Ананьева, 2003) считают, что метаболический коэффициент может служить интегральным показателем состояния почвенного микробного сообщества, как в естественном так и техногенноизмененном состоянии. В настоящее время, многочисленными экспериментами ученых доказано, что устойчивой экосистеме соответствует низкий уровень метаболического коэффициента. По данным Ю. Одума (1986) величина метаболического коэффициента должна быть высокой в молодых и нарушенных экосистемах и низкой и стабильной в целинных и устойчивых почвах.

Ряд микробиологических показателей и рассчитанных на их основе метаболических коэффициентов был предложен учеными РАН (Благодатская, Ананьева, 1996; Ананьева, 2003) в качестве чувствительных экофизиологических индикаторов (ЭФИ).

Перейти на страницу: 1 2

Публикации по єкологии

Извлечение свинца из лома аккумуляторных батарей
Известные процессы для извлечения свинца из лома аккумуляторных батарей предусматривают использование отражательной печи или шахтной печи для плавки свинца. При осуществлении этих процессов происходит образование больших количеств S02, что представляет опасность для окружающей ...

Экологическое состояние Челябинской области
В условиях глобальных изменений окружающей среды особую актуальность приобретают вопросы развития теории эколого-геохимической устойчивости почв, которая является важной составной частью теории устойчивости наземных экосистем и биосферы в целом. Понятие «устойчивость» применител ...

Разделы