CC BY
52
УДК 631.445.25(470.55/.58)
Бакиева Г.Р., Гайсина Л.А., Сафиуллина Л.М., Пурина Е.С.
Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы, г Уфа
АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ АЛЬГОЦЕНОЗОВ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ ЮЖНО-УРАЛЬСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПРИРОДНОГО ЗАПОВЕДНИКА (ЮУГЗ)
Видовой состав альгофлоры профилей лесных почв Южно-Уральского государственного заповедника составил 65 видов и внутривидовых таксонов, относящихся к 6 отделам: ОЬІогорЬуіа (42 таксона), ВаеіІІаґюрЬуіа (9 таксонов), ХаМЬорЬуіа (6 таксонов), Єуапоргокагуоїа (5 таксонов), ЕизїїдтаіорЬуіа (2 вида), БігєріорЬуіа (1 вид). Проанализирован систематический состав и экологические особенности альгофлоры. Рассмотрены закономерности пространственной структуры альгофлоры лесных почв.
Ключевые слова: альгофлора, почвенные водоросли, Южно-Уральский государственный заповедник, систематическая структура, экологическая структура, пространственная структура, Республика Башкортостан, Челябинская область.
Введение
В любых экосистемах почвенные водоросли составляют постоянную и активную часть фитоценоза. Известно, что они обитают в верхнем горизонте почвы, куда проникает солнечный свет. Однако также известно, что водоросли могут проникнуть на глубину до трех метров вместе с корнями растений, особенно в лесных экосистемах [1; 6]. Такая вертикальная протяженность лесных сообществ, как отмечает Г.Г. Кузяхметов в работе «Водоросли зональных почв степи и лесостепи» [5, 153], позволяет реализовать стратегию многим видам водорослей, захватывать новые экологические ниши, эффективнее использовать ресурсы среды, увеличить КПД фотосинтетического аппарата фитоценоза, поэтому изучение пространственной структуры альгологической составляющей лесных сообществ имеет особое значение в изучении закономерностей распространения водорослей в наземных экосистемах.
Целью нашей работы было изучение особенностей вертикальной структуры сообществ почвенных водорослей в лесных экосистемах Южно-Уральского государственного природного заповедника.
Характеристика района исследования
Районом исследования был выбран ЮжноУральский государственный заповедник (ЮУГЗ), самый большой по территории заповедник Башкирии.
В административном отношении заповедник расположен на территории 2-х субъектов Российской Федерации - Республики Башкортостан (Белорецкий район, 228,4 тыс. га) и Че-
лябинской области (Катав-Ивановский район, 24,4 тыс. га).
Заповедник располагает огромными лесными просторами и охватывает самый высокогорный район Южного Урала с горными темнохвойными, сосновыми и широколиственными лесами.
Леса покрывают 89% площади заповедника. Главными лесообразующими породами являются 4 вида хвойных (Picea obovata Ledeb., Abies sibirica Ledeb., Pirns sylvestris L., Larix sibirica Ledeb.) и 10 видов лиственных деревьев (Quercus robur L., Acer platanoides L., Tilia cordata Mill., Betulapubescens Ehrh., B. tortuosa Ledeb., Padus avium Mill., Alnus incana (L.) Moench. и др.), образующих коренные темнохвойные, широколиственно-темнохвойные, светлохвойные леса и производные, березовые и осиновые леса [2].
Материалы и методы
В горно-лесной почве профили были неглубокие, часто с близким залеганием грунтовых вод. В каждом профиле выделено в среднем три горизонта. Пробы отбирали последовательно на глубинах, соответствующих верхней границе горизонтов профилей. Кроме того, были отобраны пробы на близлежащих, типично лесных участках.
Отбор проб и их культивирование выполнены по общепринятым в почвенной альгологии методам [3; 4]. Для определения видовой принадлежности использовали определители пресноводных и почвенных водорослей.
Семейства, содержащие число видов выше среднего, были выделены в ранг ведущих. Анализ экологической структуры альгоценозов
Таблица 1. Таксономическое разнообразие почвенных водорослей лесов ЮУГЗ
Отдел Число таксонов
классов порядков семейств родов видовых и внутривидовыгх таксонов
Chlorophyta 2 6 9 20 42
Bacillariophyta 1 3 5 5 9
Xanthophyta 1 3 3 4 6
Cyanoprocaryota 1 3 4 4 5
Eustigmatophyta 1 1 1 2 2
Streptophyta 1 1 1 1 1
Всего 7 17 23 36 65
проводили на основе классификации экобиоморф [1; 7].
Результаты и их обсуждение
На исследованных профилях почв лесных экосистем обнаружено 65 видов и внутривидовых таксонов водорослей из шести отделов. Ведущим отделом, как уже не раз отмечалось исследователями [1; 5; 6], для всех лесных фитоценозов является Chlorophyta (табл. 1).
Ведущим порядком является Chlorellales. Наибольшее количество видов выявлено в семействах Chlamydomonadaceae, Chlorococcaceae. Наиболее богаты видами были роды: Chlorococcum, Chlamydomonas, Tetracystis.
Доминирующие виды: Tetracystis aggregata Brown et Bold, Chlamydomonas oblongella Lund, Ch. gloeogama Korsch., Chlorococcum ellipsoideum Deason et Bold, Myrmecia bisecta Reisigl, Chlorella vulgaris Beijer., Bracteacoccus minor (Chodat.) Petrova, Navicula minima Grun., Achnanthes minutissima Kutz.
Анализ экологических группировок показал преобладание в изученных профилях эда-фофильных видов, обитающих только в почве. Доля амфибиальных, гидрофильных видов незначительна.
В спектре жизненных форм преобладающее значение во всех профилях имели Х-, Ch- и C-жизненные формы.
Х-форма (13 видов) включает одноклеточные зеленые и некоторые желтозеленые
водоросли (например, Tetracystis aggregata, Myrmecia bisecta). В основном это теневыносливые, но чувствительные к засухе и экстремальным температурам виды. Ch-форма представлена одноклеточными и колониальными зелеными и желтозелеными водорослями, которые обитают в толще почвы. В эту группу входят устойчивые к различным экстремальным условиям виды - «убиквисты». В профилях лесных почв из этой формы доминировали виды Chlorella vulgaris, Bracteacoccus minor. С-форма объединяет требовательные к увлажнению и способные переживать засухи одноклеточные, колониальные или нитчатые зеленые водоросли, образующие обильную слизь. В исследованных образцах к этой форме относятся виды Chlamydomonas oblongella, Ch. gloeogama.
Во всех профилях наибольшее количество видов было представлено в верхнем А1 горизонте (5-17 видов). Подстилка характеризовалась слабым развитием водорослей, большинство из них проявились после длительного периода культивирования. В горизонте В1 от 5 до 3 видов, в горизонте В2 менее 3. На глубине 60-80 см водоросли не обнаружены.
С увеличением глубины изучаемого горизонта происходило уменьшение разнообразия и обилия почвенных водорослей. В более глубоких горизонтах видовое разнообразие альго-флоры снижается вследствие уменьшения числа зеленых и отсутствия желтозеленых и диатомовых водорослей. Глубинная флора почвенных водорослей формировалась из представителей зеленых водорослей, обитавших в верхних горизонтах. Максимальная глубина, где были обнаружены водоросли, была 45-50 см. На этой глубине были, к примеру, выявлены Chlorella vulgaris, Bracteacoccus minor.
Synechococcus elongatus Nag., Apodochloris polymorpha (Bischoff et Bold) Komarek, Tetracystis aggregata, Chlamydomonas oblongella, Ch. sectilis Korsch., Chlorococcum ellipsoideum, Ch. minimum Ettl et Gartner, Neocystis broadiensis Kostikov & all., Myrmecia bisecta, Pleurochloris polychloris Pasch., Navicula minima, Achnanthes minutissima встречались только в горизонтах почвы и не были обнаружены в пробах с поверхности и в подстилке.
Заключение
Характерными особенностями пространственного распределения водорослей в почве лесных экосистем ЮУГЗ являются невысокое видовое разнообразие альгофлоры, доминирование одноклеточных Chlorophyta, в частности видов-«убиквистов» и видов рода Chlamydomonas, незначительное участие пред-
ставителей Cyanoprocaryota. Экологический анализ показал доминирование эдафофиль-ных водорослей Х-, Ch- и C-жизненных форм. Влияние градиента глубины выражается в уменьшении разнообразия и обилия альго-флоры. Максимальное развитие почвенных водорослей приурочено к поверхностному слою почв.
Список использованной литературы:
1. Алексахина Т.И., Штина Э.А. Почвенные водоросли лесных биогеоценозов. М.: Наука, 1984. 149 с.
2. Башкортостан: Краткая энциклопедия. - Уфа: Научное издательство «Башкирская энциклопедия», 1996. 672 с., илл.
3. Голлербах М.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли. Л.: Наука, 1969. 228 с.
4. Кабиров Р.Р., Шилова И.И. Почвенные водоросли свалок и полигонов твердых бытовых отходов в условиях крупного промышленного города // Экология. 1990. №5. С. 10-18.
5. Кузяхметов Г.Г. Водоросли зональных почв степи и лесостепи: Монография / Под ред. Б.М. Миркина. - Уфа: РИО БашГУ, 2006. - 286 с.
6. Суханова Н.В., Зайцев Г.А., Кулагин А.Ю. Вертикальное распределение почвенных водорослей в насаждениях сосны обыкновенной и лиственницы Сукачева в условиях нефтехимического загрязнения //Лесоведение, 2002. №1.
7. Штина Э.А., Голлербах М.М. Экология почвенных водорослей. - М.: Наука, 1976. 143 с.
