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

Оптические методы анализа и их современное аппаратурное оформление обзор WEB–сайтов фирм – продавцов химико-аналитического оборудования
В аналитической химии часто приходится сталкиваться с определением малых количеств (следов) веществ. Например, содержание примесей в чистых металлах исчисляется тысячными долями процента. Содержание такого количества вещества невозможно определить химическими методами, в таких с ...

Озоновые дыры
Современная кислородная атмосфера Земли – уникальное явление среди планет Солнечной системы, и эта её особенность связана с наличием на нашей планете жизни. Проблема экологии для людей сейчас, несомненно, самая главная. На реальность экологической катастрофы указывает разруше ...

Разделы