CC BY
83
17. Chimitov, D.G. Flora khrebta Cagan-Daban: sostav, struktura i racionaljnoe ispoljzovanie (Zapadnoe Zabayjkalje): dis. ... kand. bmol. nauk. -Ulan-Udeh, 2006.
18. Semkin, B.I. Analiz fitocenoticheskikh opisaniyj s ispoljzovaniem mer vklyucheniya / B.I. Semkin, T.A. Komarova // Bot. zhurn. - 1977. - T.62. - № 1.
19. Sochava, V.B. Geograficheskie svyazi rastiteljnogo pokrova na territorii SSSR // Uch. Zapiski LGPI im. Gercena. - 1948. - T. 73.
20. Malihshev, L.I. Vidoobrazovanie rasteniyj v gorakh Sibiri // Sibirskiyj ehkologicheskiyj zhurnal - 2002. - № 5.
21. Uvarova, O.V. Flora Tigirekskogo khrebta: diss. ... kand. biol. nauk: - Barnaul, 2003.
22. Flora Altaya. - Barnaul, 2005.
Статья поступила в редакцию 20.11.12
УДК 561.261+574.1
Sutchenkova O.S., Mitrofanova E.Yu. REPRESENTATIVES OF THE GENERA AULACOSEIRA, MELOSIRA AND ORTHOSEIRA IN BOTTOM SEDIMENTS AS PALEOINDICATORS OF ENVIROMENT IN LAKE TELETSKOYE. The
composition and abundance of representatives of centric diatoms of genera Aulacoseira Thw., Orthoseira Thw. and Melosira C. Agardh in bottom sediments sampled from maximum depths (near Korbu River mouth) and the underwater ridge (Sophia Lepneva Ridge) of Lake Teletskoye were studied. It was revealed that Aulacoseira subarctica (O. Mbller) Haworth was the predominant species in different layers of sediments. In bottom sediments from the Sofia Lepneva Ridge its number varied from 0.2 till 38.9 million frustules/g and share in total number of frustules made up 12,678,9 %. In bottom sediments from the maximum depths the number of A. subarctica and its share were less - 0.080.48 млн ств./г и 7,3-55,0 %, respectively.
Key words: bottom sediments, Lake Teletskoye, centric diatom algae, composition, abundance.
О.С. Сутченкова, аспирант ИВЭП СО РАН, г. Барнаул, E-mail: [email protected]; Е.Ю. Митрофанова, канд. биол. наук, с.н.с. ИВЭП СО РАН, г. Барнаул, E-mail: [email protected]
ПРЕДСТАВИТЕЛИ РОДОВ AULACOSEIRA, MELOSIRA И ORTHOSEIRA В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ КАК ПАЛЕОИНДИКАТОРЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В ОЗЕРЕ ТЕЛЕЦКОЕ*
Изучен состав и обилие представителей центрических диатомей родов Aulacoseira Thw., Orthoseira Thw. и Melosira C. Agardh в донных отложениях озера Телецкое в районе максимальных глубин (около устья р. Кор-бу) и на подводной возвышенности (хребет Софьи Лепневой). Выявлено, что в осадках озера преобладает в основном Aulacoseira subarctica (O. Mbller) Haworth. В донных отложениях с хребта Софьи Лепневой ее численность составляет от 0,2 до 38,9 млн ств./г, доля в общем количестве створок - от 12,6 до 78,9 %. На участках дна с максимальными глубинами количество створок A. subarctica и доля ее в общей численности ниже - 0,080,48 млн ств./г и 7,3-55,0 %, соответственно.
Ключевые слова: донные отложения, озеро Телецкое, центрические диатомовые водоросли, состав, обилие.
В формировании флоры диатомовых водорослей в водоемах и водотоках большое значение имеют виды центрических диатомей. К таким водорослям относятся представители рода Aulacoseira ТЬлл/., которые являются одними из самых распространенных среди центрических диатомей и очень часто входят в состав доминирующих видов планктонных альгоценозов пресноводных олиготрофных водоемов. Так в Байкале выделяют даже «мелозирные» годы с массовым развитием видов этого рода [1-2]. Ранее представителей родов Aulacoseira ТЬм. вместе с Orthoseira ТЬм. и Melosira С. Ада^Ь| относили к одному роду Melosira С. Ада^Ь| [3]. Распространение многих видов рода Aulacoseira тьлл/. связано с северными олиготрофными водоемами из-за лимитирования их развития высокой минерализацией воды [4], но встречаются они также в мезотрофных и даже эвт-рофных водоемах [5; 6].
Большая часть видов рода Aulacoseira ТЬм. - планктонные колониальные формы, дающие в период максимального развития высокую численность и большую биомассу, что находит отражение в донных отложениях озер и является хорошим диагностическим признаком при палеоэкологических исследованиях [7].
Озеро Телецкое - глубокий олиготрофный водоем на юге Западной Сибири, имеет низкую температуру воды на протяжении всего года [8]. Котловина озера состоит из двух частей: меридиональной (длина около 48 км) и широтной (30 км), разделённых подводным хребтом (длина 2,3 км, ширина 0,6-0,8 км), -возвышающимся над дном до 211 м [9]. Скорость осадконакоп-ления в озере составляет 1,33 мм/год для северной части озера и 2,39 мм/год - в южной его части, а вблизи устья основного притока (р. Чулышмана - 70-75 % притока), достигает 4-6 мм/год [10]. В районе хребта Софьи Лепневой скорость осадко-накопления значительно меньше - 0,3 мм/год сухого вещества, или 0,45 мм/год с учетом влажности осадка [11]. По мнению К.К.
Вотинцева [12], исследовавшего Байкал, причиной такой разной скорости осадконакопления по акватории водоема может быть большее отложение взвешенного материала речного стока в дельтах рек и придельтовом пространстве озер.
Цель работы - изучение состава центрических колониальных диатомей рода Aulacoseira Thw. и оценка их роли в разных слоях донных отложений озера Телецкое.
Материалы и методы. Изучены 85 образцов 1,9-метрового керна донных отложений (интервал 0-430 мм) озера Телецкое с подводного хребта Софьи Лепневой в 2006 году. Для анализа были привлечены данные по донным отложениям с разных участков дна озера Телецкое: 1,5-метровые керны в центральной части и ближе к левому берегу в районе устья р. Корбу (глубина более 300 м); 20-сантиметровый керн верхнего слоя донных отложений в пелагиали района п. Яйлю (глубина около 200 м); поверхностный слой донных отложений меридиональной части озера от устья р. Чулышмана до района п. Яйлю. Отбор кернов был произведен с помощью гравитационной трубки, подготовку препаратов диатомей для световой и электронной микроскопии осуществляли по стандартной методике [13]. Для подсчета створок диатомовых водорослей использовали световой микроскоп Nikon Eclipse 80i, для идентификации видов рода Aulacoseira Thw. - сканирующий электронный микроскоп Hitachi S-3400N.
Результаты и обсуждение. С начала ХХ в., за весь период изучения диатомовых водорослей в альгоценозах озера Телец-кое выявлено 10 видов рода Aulacoseira Thw., 3 - рода Melosira C. Agardh и 1 - рода Orthoseira Thw., в том числе в донных отложениях - 9 видов Aulacoseira Thw. и 2 вида Melosira C. Agardh (таблица 1).
Большинство видов отмечены как в современных планкто-и бентоценозах, так и в донных отложениях озера. В фитопланктоне численность и биомасса этих видов невелика, они редко
Таблица 1
Состав центрических диатомовых водорослей в альгоценозах озера Телецкое
Таксоны Альгоценоз
Планктон Бентос и перифитон Донные отложения
Melosira moniliformis (O. Müller) C. Agardh +
M. undulata (Ehrenberg) Kützing +
M. varians C. Agardh + + +
Orthoseira roeseana (Rabenhorst) O'Meara (=Aulacosira epidendron (Ehrenberg) R.M. Crawford) +
Aulacoseira alpigena (Grunow) Krammer (=A. distans var. alpigena (Grunov) Simonsen) + +
A. ambigua (Grunow) Simonsen + + +
A. distans (Ehrenberg) Simonsen var. distans + + +
A. granulata (Ehrenberg) Simonsen + +
A. islandica (O. Müller) Simonsen (incl. f. curvata (O. Müller) Simonsen, =Melosira islandica ssp. helvetica O. Müller) + + +
A. italica (Kützing) Simonsen var. italica + + +
A. italica var. valida (Grunow) Simonsen +
A. lirata (Ehrenberg) Ross 1986 (=A. distans var. lirata (Ehrenberg) Simonsen) + +
A. pfaffiana (Reinsch) Krammer (=Melosira distans var. pfaffiana (Reinsch) Grunow) +
A. praegranulata var. praeislandica (Simonsen) comb. nova? (=A. praegranulata var. praeislandica (Simonsen) Moiseeva) +
A. subarctica (O. Müller) Haworth (=A. italica ssp. subarctica (O. Müller) Simonsen) + + +
Таблица 2
Частота доминирования видов рода Aulacosеira ТЬлм. в фитопланктоне озера Телецкое по численности (Дч) и биомассе (Дб) в 1989-1997 гг., %
Таксон Гидрологические сезоны
весеннее нагревание летнее нагревание осеннее охлаждение зимний минимум
Дч Дб Дч Дб Дч Дб Дч Дб
Aulacoseira distans - - - 10,0 - - - -
A. granulata - - - - - - 50,0 -
A. italica var. italica - 20,0 0,3 10,0 - 0,9 - -
A. italica var. valida 20,1 20,0 - 10,0 0,9 - -
Aulacoseira sp. - - - 0,6 10,0 - - -
были отмечены в числе доминантов (таблица 2), но имеют значительную долю в общем количестве створок в разных слоях донных отложений озера [14]. По классификации, предложенной Н.А. Скабичевской [15], большинство видов данного рода выделено в группу северо-арктических горно-альпийских видов, достигающей значительного развития в холодноводных водоемах. Так в озере Байкал Aulacoseira baicalensis (K. Meyer) Simonsen входит в состав доминантов пелагической зоны, где температура воды не превышает 4еС, и менее значима на более прогретых мелководных участках [16]. В целом на территории России виды рода Aulacoseira Thw. развиваются в водоемах северных регионов Восточно-Европейской равнины (в более южных известны только из сфагновых болот) и азиатской части страны [3, с. 17-23]. Из 60 видов этого рода наиболее часто встречаются и являются доминирующими во многих водоемах виды: A. islandica (О. Mbller) Simonsen, A. granulata (Ehrenberg) Simonsen, A. subarctica (O. Mbller) Simonsen и A. ambigua (Grunov) Simonsen, последние два вида принадлежат к наиболее распространенным таксонам [24]. В водоемах юга Дальнего востока как пресных континентальных реках и озерах, так и эстуарной части морей разнообразие родов Aulacoseira Thw., Melosira C. Agardh и Orthoseira Thw. тоже значительное, отмечено 12, 7 и 1 вид соответственно [25].
В исследованных образцах донных отложений озера Телецкое с хребта Софьи Лепневой встречены такие виды, как Aulacoseira ambigua, A. distans, A. italica, A. subarctica, Melosira sp. и Orthoseira roeseana. Последний вид ранее в донных отложениях озера не отмечали. Нами O. roeseana найдена в более глубоких слоях исследованного керна - 1925-1930 мм. Общее количество створок диатомовых водорослей в интервале 0-430 мм варьировало от 0,86 до 54,7 млн ств./г, при этом на долю
представителей рода Aulacosеira Thw. приходилось от 19,6 до 84,1 % от общей численности (рис. 1). Наибольший вклад в общее количество створок рода вносит A. subarctica с численностью 0,2-38,9 млн ств./г, что составляет 12,6-78,9 % от общего количества створок диатомей. A. italica присутствует в большинстве проб с варьированием количества створок в пределах 0,04-2,24 млн ств./г, в восьми из них входит в состав доминирующего комплекса как содоминант. Виды A. ambigua, A. distans и O. roeseana встречаются единично.
В районе устья р. Корбу в керне, изученном Н.А. Скабичевской, представители рода Aulacoseira Thw. также относятся к наиболее часто встречающимся видам. Среди них чаще всего - Aulacoseira distans с разновидностями, A. italica var. valida. Из этих видов более или менее постоянно, почти во всех образцах, отмечена только A. distans, имея в связи с этим наибольшие оценки [26]. В керне, отобранном в районе устья р. Корбу ближе к левому берегу, преобладающей по количеству створок среди других диатомовых является A. italica var. valida [14]. В верхнем слое донных отложений в районе п. Яйлю представители рода Aulacoseira Thw. входят в число десяти родов, обеспечивающих 65 % всех видов и разновидностей. Виды рода Aulacoseira Thw. количественно преобладают в слое 3,0-4,5 см наряду c наибольшим количеством створок диатомовых водорослей в этом слое. Несмотря на то, что в данном керне бентос-ных форм было значительно больше, планктонных, A. italica присутствует на всех горизонтах исследованной колонки донных отложений [27], хотя в фитопланктоне Телецкого озера этот вид встречается нечасто и в небольшом количестве [28].
При интерпретации и сопоставлении данных по кернам донных отложений, отобранных в разное время и на разных участках дна озера, возникли некоторые сложности. Виды A. italica var. valida, идентифицированные ранее [10, [14], а также A. distans var. alpigena [29], вероятнее всего, являются видом A. subarctica, что было уточнено при электронно-микроскопическом изучении препаратов керна. A. subarctica ранее выделяли как вариетет вида A. italica. У A. italica var. valida отличительным признаком является наличие 10-12 рядов ареол в 10 мкм, а размеры A. distans var. alpigena не превышает 10 мкм в диаметре. Экземпляры Aulacoseira, встречающиеся в донных отложениях озера Телецкое и исследованные с помощью сканирующего электронного микроскопа, имели 18 рядов ареол в 10 мкм и размеры всегда больше 10 мкм - 12,5-15 мкм. Это позволяет предполо-
слой, мм
все диатомовые ---род Aulacoseira -Aulacoseira subarctica
Рис. 1. Общее количество створок диатомовых водорослей и представителей рода Aulacoseira ТЬ|\м. в керне с подводного хребта Софьи Лепневой озера Телецкое
жить, что преобладающим видом в донных отложениях Телец-кого озера является именно A. subarctica, планктонная центрическая колониальная диатомея с толстостенным панцирем. A. distans var. alpigena встречается в донных отложениях озера, но количество ее створок незначительно по сравнению с A. subarctica.
Осадкообразующее значение видов этого рода характерно не только для современных, но и для древних ископаемых озер. Выявлено, что олигоценовые, миоценовые и нижнеплейстоценовые диатомиты нередко на 90-95 % образованы створками представителей рода Aulacoseira Thw. В более «молодых» по возрасту отложениях осадкообразующая роль видов этого рода несколько снижена при сохранении доминирующего положения [30].
Общее количество створок диатомей, в том числе и представителей рода Aulacoseira Thw. в разных слоях донных отложений озера Телецкое с подводного хребта было на порядок выше тех значений, которые были получены ранее для поверхностного слоя осадков в районе устья р. Корбу (2,0 млн ств./г [27]) и всей меридиональной части озера (0,9-1,7 млн ств./г [14]). В разных слоях донных отложений в районе устья р. Корбу число створок диатомей изменялось в пределах 0,53-2,76 млн ств./ г, при этом доля Aulacoseira Thw. составляла от 7,3 до 55,0 %. По таксономическому составу и количеству диатомовых водорослей различные участки дна меридиональной части озера имеют большую схожесть между собой. По числу видов и количеству створок выделяется северная часть исследуемого участка озера - район п. Яйлю, где расположен подводный хребет, который является естественной преградой и способствует осаждению диатомей [31].
При сравнении видового состава представителей рода Aulacoseira Thw. в донных отложениях озера Телецкое и других крупных и глубоких озер можно отметить, что в Байкале диато-
Библиографический список
мовые осадки образованы в основном за счет A. baikalensis (K. I. Mey.) Simonsen, а Онежском и Ладожском озерах - главным образом, за счет A. islandica subsp. helvetica (O. Mhll.) Simonsen [30]. В количественном отношении данные с хребта Софьи Лепневой озера Телецкое сравнимы с таковыми, известными для Байкала.
Выводы
В донных отложениях озера Телецкое отмечено 12 видов диатомовых водорослей из родов Aulacosеira Thw., Melosira C. Agardh и Orthoseira Thw. Преобладает по количеству створок Aulacoseira subarctica. В осадках на подводной возвышенности (хребет Софьи Лепневой) численность этого вида составляет от 0,2 до 38,9 млн ств./г и доля в общем количестве 12,6-78,9 %. В донных отложениях в максимальной депрессии дна озера (район устья р. Корбу) общее число створок диатомей и доля A. subarctica ниже - 0,08-0,48 млн ств./г и 7,3-55,0 %, соответственно. В районе р. Корбу на более быстрое накопление донных отложений может оказывать влияние как сам приток, так и максимальное понижение дна в этом районе, где происходит «свал» осадков. При этом доля терригенного материала здесь больше, а створок диатомей - меньше. На подводном хребте, напротив, панцирей диатомовых водорослей больше, но их накопление идет с меньшей скоростью.
* Авторы выражают благодарность д.г.-м.н. И.А. Калугину (ИГиГ СО РАН) за предоставленные образцы донных отложений озера Телецкое. Работа выполнена при поддержке Партнерского проекта фундаментальных исследований СО РАН № 34 «Динамика природной среды Сибири и Дальнего Востока в голоцене и ее сопряженность с глобальными атмосферными процессами: высокоразрешающие реконструкции как функция геохимического отклика современных морских и озерных отложений».
1. Поповская, Г.И. Динамика фитопланктона пелагиали // Биологическая продуктивность пелагиали Байкала и ее изменчивость. - Новосибирск, 1977.
2. Антипова, Н.Л. О колебаниях численности видов мелозиры в планктоне озера Байкал // Труды Всесоюз. гидробиолог. об-ва. - 1963. -Т. 13.
3. Забелина, М.М. Диатомовые водоросли. Определитель пресноводных водорослей СССР / М.М. Забелина, И.И. Киселев, А.И. Про-шкина-Лавренко, В.С. Шешукова. - М.; Л., 1951. - Вып. 4.
4. Трифонова, И.С. Экология и сукцессия озерного фитопланктона. - Л., 1990.
5. Диатомовые водоросли СССР (ископаемые и современные). - СПб., 1992. - Т. 2. - Вып. 2.
6. Генкал, С.И. Aulacosira italica, A. valida, A. subarctica и A. volgensis sp. nov. (Bacillariophyta) в водоемах России // Бот. журн. - 1999. -Т. 84. - Вып. 5.
7. Диатомовые водоросли СССР (ископаемые и современные). - Л., 1974. - Т. 1.
8. Селегей, В.В. Телецкое озеро / В.В. Селегей, Т.С. Селегей. - Л., 1978.
9. Лепнева, С.Г. Термика, прозрачность, цвет и химизм воды Телецкого озера // Исследование озер СССР. - Л.; М., 1937. - Вып. 9.
10. Калугин, И.А. Осадконакопление в Телецком озере и проблема палеоклиматических реконструкций / И.А. Калугин, В.А. Бобров, С.А. Воробьева и др. // Проблемы реконструкции климата и природной среды голоцена и плейстоцена Сибири. - Новосибирск, 1998.
- Вып. 1.
11. Калугин, И.А. 3000-летняя реконструкция среднегодовых температур Алтайского региона по литолого-геохимическим индикаторам донных осадков оз. Телецкое / И.А. Калугин, А.В. Дарьин, В.В. Бабич // Докл. Академии наук. - 2009. - Т. 426. - № 4.
12. Вотинцев, К.К. К вопросу о современном осадкообразовании в Байкале // Докл. АН СССР. - 1967. - Т. 174. - № 2.
13. Баллонов, И.М. Подготовка водорослей к электронной микроскопии // Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. -М., 1975.
14. Кириллов, В.В. Палеоэкологические сигналы альгоценозов экосистем озер и их водосборных бассейнов / В.В. Кириллов, Н.А. Скабичевская, Е.Ю. Митрофанова, Т.В. Кириллова, Г.В. Ким // Проблемы реконструкции климата и природной среды голоцена и плейстоцена Сибири. - Новосибирск, 1998. - Вып. 1.
15. Скабичевская, Н.А. Средне-позднечетвертичные диатомеи Приенисейского Севера. - М., 1984.
16. Поповская, Г.И. Оценка состояния весеннего фитопланктона в озере Байкал в 2007 г. / Г.И. Поповская, М.В. Усольцева, А.Д. Фирсова, Е.В. Лихошвай // География и природные ресурсы. - 2008. - № 1.
17. Лосева, Э.И. Кадастр ископаемых и современных диатомовых водорослей Европейского Северо-востока / Э.И. Лосева, А.С. Стенина, Т.И. Марченко-Вагапова - Сыктывкар, 2004.
18. Медведева, Л.А. Пресноводные водоросли некоторых водоемов Хабаровского края / Л.А. Медведева, С.С. Баринова // Бот. журн. -2004. - Т. 84. - Вып. 11.
19. Харитонов, В.Г. Представители Centrales (Bacillariophyta) в водоемах Беринги // Бот. Журн. - 2005. - Т. 90. - Вып. 3.
20. Генкал, С.И. Центрические диатомовые водоросли сфагновых болот Приволжской возвышенности (Пензенская область) / С.И. Ген-кал, М.С. Куликовский // Бот. журн. - 2006. - Т. 91. - Вып. 10.
21. Brugam, R.B. The relationship between fossil diatom assemblages and limnological conditions // Hydrobiologia. - 1983. - № 98.
22. Denys, L. A check-list of the diatoms in the Holocene deposits of the western Belgian coastal plain with a survey of their apparent ecological requirements. II. Centrales. - Brussels: Belgische Geologische Dienst., 1991.
23. Krammer, K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae 3. Teil: Centrales, Fragilariaceae, Eunotiaceae. Sbsswaserflora von Mitteleuropa. - StuttgartJena, 1991. - Bd. 2/3. - S. 1.
24. Куликовский, М.С. Видовой состав и особенности флоры центрических диатомовых водорослей (Bacillariophyta) водоемов и водотоков Камчатки / М.С. Куликовский, Н.А. Шкурина // Поволжский эколог. журн. - 2009. - № 4.
25. Medvedeva, L.A., Nikulina, T.V., Genkal, S.I. Centric diatoms (Coscinodiscophyceae) of fresh and brackish water bodies of the southern part of the Russian Far East // Oceanological and Hydrobiological Studies. International J. of Oceanography and Hydrobiology. - 2009. -V. XXXVIII. - №.2.
26. Скабичевская, Н.А. Диатомеи Телецкого озера и климатические реконструкции последнего тысячелетия // Проблемы реконструкции климата и природной среды голоцена и плейстоцена Сибири. - Новосибирск, 2000. - Вып. 2.
27. Митрофанова, Е.Ю. Диатомовые водоросли в поверхностном слое донных отложений Телецкого озера в районе хребта Софьи Леп-невой / Е.Ю. Митрофанова, В.В. Кириллов, И.А. Старцева // Проблемы реконструкции климата и природной среды голоцена и плейстоцена Сибири. - Новосибирск, 2000. - Вып. 2.
28. Сафонова, Т.А. Материалы к изучению видового состава водорослей озера Телецкого (Горный Алтай, Россия) / Т.А. Сафонова, Е.Ю. Митрофанова // Альгология. - 1998. - Т. 8. - Вып. 1.
29. Скабичевская, Н.А. Диатомовые водоросли в донных отложениях Телецкого озера // Проблемы реконструкции климата и природной среды голоцена и плейстоцена Сибири. - Новосибирск, 1998. - Вып. 1.
30. Давыдова, Н.Н. Диатомовая флора голоценовых отложений Ладожского озера // Ископаемые диатомовые водоросли СССР. -М., 1968.
31. Митрофанова, Е.Ю. Состав и количество диатомовых водорослей в поверхностном слое донных отложений меридиональной части Телецкого озера / Е.Ю. Митрофанова, В.В. Кириллов, И.А. Старцева // Проблемы реконструкции климата и природной среды голоцена и плейстоцена Сибири. - Новосибирск, 2002. - Вып. 3.
Bibliography
1. Popovskaya, G.I. Dinamika fitoplanktona pelagiali // Biologicheskaya produktivnostj pelagiali Bayjkala i ee izmenchivostj. - Novosibirsk, 1977.
2. Antipova, N.L. O kolebaniyakh chislennosti vidov melozirih v planktone ozera Bayjkal // Trudih Vsesoyuz. gidrobiolog. ob-va. - 1963. - T.13.
3. Zabelina, M.M. Diatomovihe vodorosli. Opredelitelj presnovodnihkh vodorosleyj SSSR / M.M. Zabelina, I.I. Kiselev, A.I. Proshkina-Lavrenko, V.S. Sheshukova. - M.; L., 1951. - Vihp. 4.
4. Trifonova, I.S. Ehkologiya i sukcessiya ozernogo fitoplanktona. - L., 1990.
5. Diatomovihe vodorosli SSSR (iskopaemihe i sovremennihe). - SPb., 1992. - T. 2. - Vihp. 2.
6. Genkal, S.I. Aulacosira italica, A. valida, A. subarctica i A. volgensis sp. nov. (Bacillariophyta) v vodoemakh Rossii // Bot. zhurn. - 1999. -T. 84. - Vihp. 5.
7. Diatomovihe vodorosli SSSR (iskopaemihe i sovremennihe). - L., 1974. - T. 1.
8. Selegeyj, V.V. Teleckoe ozero / V.V. Selegeyj, T.S. Selegeyj. - L., 1978.
9. Lepneva, S.G. Termika, prozrachnostj, cvet i khimizm vodih Teleckogo ozera // Issledovanie ozer SSSR. - L.; M., 1937. - Vihp. 9.
10. Kalugin, I.A. Osadkonakoplenie v Teleckom ozere i problema paleoklimaticheskikh rekonstrukciyj / I.A. Kalugin, V.A. Bobrov, S.A. Vorobjeva i dr. // Problemih rekonstrukcii klimata i prirodnoyj sredih golocena i pleyjstocena Sibiri. - Novosibirsk, 1998. - Vihp. 1.
11. Kalugin, I.A. 3000-letnyaya rekonstrukciya srednegodovihkh temperatur Altayjskogo regiona po litologo-geokhimicheskim indikatoram donnihkh osadkov oz. Teleckoe / I.A. Kalugin, A.V. Darjin, V.V. Babich // Dokl. Akademii nauk. - 2009. - T. 426. - № 4.
12. Votincev, K.K. K voprosu o sovremennom osadkoobrazovanii v Bayjkale // Dokl. AN SSSR. - 1967. - T. 174. - № 2.
13. Ballonov, I.M. Podgotovka vodorosleyj k ehlektronnoyj mikroskopii // Metodika izucheniya biogeocenozov vnutrennikh vodoemov. - M., 1975.
14. Kirillov, V.V. Paleoehkologicheskie signalih aljgocenozov ehkosistem ozer i ikh vodosbornihkh basseyjnov / V.V. Kirillov, N.A. Skabichevskaya, E.Yu. Mitrofanova, T.V. Kirillova, G.V. Kim // Problemih rekonstrukcii klimata i prirodnoyj sredih golocena i pleyjstocena Sibiri. - Novosibirsk, 1998. - Vihp. 1.
15. Skabichevskaya, N.A. Sredne-pozdnechetvertichnihe diatomei Prieniseyjskogo Severa. - M., 1984.
16. Popovskaya, G.I. Ocenka sostoyaniya vesennego fitoplanktona v ozere Bayjkal v 2007 g. / G.I. Popovskaya, M.V. Usoljceva, A.D. Firsova, E.V. Likhoshvayj // Geografiya i prirodnihe resursih. - 2008. - № 1.
17. Loseva, Eh.I. Kadastr iskopaemihkh i sovremennihkh diatomovihkh vodorosleyj Evropeyjskogo Severo-vostoka / Eh.I. Loseva, A.S. Stenina, T.I. Marchenko-Vagapova - Sihktihvkar, 2004.
18. Medvedeva, L.A. Presnovodnihe vodorosli nekotorihkh vodoemov Khabarovskogo kraya / L.A. Medvedeva, S.S. Barinova // Bot. zhurn. -2004. - T. 84. - Vihp. 11.
19. Kharitonov, V.G. Predstaviteli Centrales (Bacillariophyta) v vodoemakh Beringi // Bot. Zhurn. - 2005. - T. 90. - Vihp. 3.
20. Genkal, S.I. Centricheskie diatomovihe vodorosli sfagnovihkh bolot Privolzhskoyj vozvihshennosti (Penzenskaya oblastj) / S.I. Genkal, M.S. Kulikovskiyj // Bot. zhurn. - 2006. - T. 91. - Vihp. 10.
21. Brugam, R.B. The relationship between fossil diatom assemblages and limnological conditions // Hydrobiologia. - 1983. - № 98.
22. Denys, L. A check-list of the diatoms in the Holocene deposits of the western Belgian coastal plain with a survey of their apparent ecological requirements. II. Centrales. - Brussels: Belgische Geologische Dienst., 1991.
23. Krammer, K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae 3. Teil: Centrales, Fragilariaceae, Eunotiaceae. Susswaserflora von Mitteleuropa. - StuttgartJena, 1991. - Bd. 2/3. - S. 1.
24. Kulikovskiyj, M.S. Vidovoyj sostav i osobennosti florih centricheskikh diatomovihkh vodorosleyj (Bacillariophyta) vodoemov i vodotokov Kamchatki / M.S. Kulikovskiyj, N.A. Shkurina // Povolzhskiyj ehkolog. zhurn. - 2009. - № 4.
25. Medvedeva, L.A., Nikulina, T.V., Genkal, S.I. Centric diatoms (Coscinodiscophyceae) of fresh and brackish water bodies of the southern part of the Russian Far East // Oceanological and Hydrobiological Studies. International J. of Oceanography and Hydrobiology. - 2009. -V. XXXVIII. - №. 2.
26. Skabichevskaya, N.A. Diatomei Teleckogo ozera i klimaticheskie rekonstrukcii poslednego tihsyacheletiya // Problemih rekonstrukcii klimata i prirodnoyj sredih golocena i pleyjstocena Sibiri. - Novosibirsk, 2000. - Vihp. 2.
27. Mitrofanova, E.Yu. Diatomovihe vodorosli v poverkhnostnom sloe donnihkh otlozheniyj Teleckogo ozera v rayjone khrebta Sofji Lepnevoyj / E.Yu. Mitrofanova, V.V. Kirillov, I.A. Starceva // Problemih rekonstrukcii klimata i prirodnoyj sredih golocena i pleyjstocena Sibiri. - Novosibirsk, 2000. - Vihp. 2.
28. Safonova, T.A. Materialih k izucheniyu vidovogo sostava vodorosleyj ozera Teleckogo (Gornihyj Altayj, Rossiya) / T.A. Safonova, E.Yu. Mitrofanova // Aljgologiya. - 1998. - T. 8. - Vihp. 1.
29. Skabichevskaya, N.A. Diatomovihe vodorosli v donnihkh otlozheniyakh Teleckogo ozera // Problemih rekonstrukcii klimata i prirodnoyj sredih golocena i pleyjstocena Sibiri. - Novosibirsk, 1998. - Vihp. 1.
30. Davihdova, N.N. Diatomovaya flora golocenovihkh otlozheniyj Ladozhskogo ozera // Iskopaemihe diatomovihe vodorosli SSSR. - M., 1968.
31. Mitrofanova, E.Yu. Sostav i kolichestvo diatomovihkh vodorosleyj v poverkhnostnom sloe donnihkh otlozheniyj meridionaljnoyj chasti Teleckogo ozera / E.Yu. Mitrofanova, V.V. Kirillov, I.A. Starceva // Problemih rekonstrukcii klimata i prirodnoyj sredih golocena i pleyjstocena Sibiri. -Novosibirsk, 2002. - Vihp. 3.
Статья поступила в редакцию 20.11.12
УДК 631.421.2
Filaretova A.N., Krechetov P.P., Korol'eva N. V., Dianova T.M. ASSESSMENT OF BUFFER CAPACITY OF PODZOLIC SOILS TO ACID PRECIPITATION. The results of model laboratory experiment on the influence of acid precipitation on chemical properties of podzolic soils widely spread in the Moscow region are presented. The influence of hydrochloric acid solution of different concentration on acid characteristics of soils and exchange bases was analyzed, and buffer capacity of soils to acidation was evaluated.
Key words: мodel laboratory experiment, chemical properties of soils in the Moscow region, buffer capacity of soils.
А.Н. Филаретова, м.н.с., МГУ им. М.В.Ломоносова, г. Москва; П.П. Кречетов, зав. лаб., канд. биол. наук, доц., МГУ им. М.В. Ломоносова, г. Москва, E-mail: [email protected]; Т.В. Королева, зав. лаб., канд. географ. наук, МГУ, г. Москва, E-mail: [email protected]; Т.М. Дианова, с.н.с., МГУ, г. Москва, E-mail: [email protected].
ОЦЕНКА БУФЕРНОСТИ ПОЧВ ПОДЗОЛИСТОГО РЯДА К ИМПАКТНОМУ КИСЛОТНОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ*
Представлены результаты модельного лабораторного эксперимента по влиянию кислых осадков на химические свойства почв подзолистого ряда, распространенных в Московской области. Проанализировано воздействие растворов соляной кислоты разной концентрации на кислотные свойства почв и содержание обменных оснований, дана оценка буферности почв к подкислению.
Ключевые слова: модельный лабораторный эксперимент, химические свойства почв Московской области, буферность почв.
Изучению устойчивости почв к кислотному воздействию посвящено достаточно много работ, рассматривающих различные аспекты этого вопроса [1-6]. Данное исследование направлено на изучение влияния импактных (разовых) кислых выпадений, возможных при утилизации твердотопливных ракет [7] в условиях определенной метеорологической обстановки, на свойства почв северо-восточной части Московской области. При утилизации твердотопливных ракет (РДТТ) происходит образование облака продуктов сгорания твердого топлива, основную часть которых составляет хлористый водород. Перенос такого облака в зону выпадения атмосферных осадков приводит к адсорбции хлористого водорода в каплях дождя и, соответственно, к их подкислению в результате образования соляной кислоты (HCl). Для изучения влияния осадков потенциально возможной кислотности на химические свойства почв исследуемой территории был проведен модельный лабораторный эксперимент.
Объекты и методы исследования. Для эксперимента были выбраны гумусовые горизонты основных типов почв исследуемой территории: дерново-подзолистых легкосуглинистых почв, подзолов, дерново-подзолистых освоенных средне- и тяжелосуглинистых почв (таблица 1). Образцы почвы были высушены до воздушно-сухого состояния, просеяны через сито 3 мм, после чего они набивались в колонки из инертного материала до плотности 1 г/см3. Мощность почвы в колонке составила 10 см.
Природные дерново-подзолистые почвы и подзолы, использованные для эксперимента, характеризуются кислой реакцией среды (рН = 3,5-4,5), значением обменной кислотности в пределах 3-5 ммоль(+)/100г и гидролитической кислотностью от 13 до 22 ммоль(+)/100г. Пахотные почвы отличаются более высокими значениями рН (около 6), низким содержанием обменных водорода и алюминия и малой гидролитической кислотностью (в 3-4 раза ниже, чем в природных).
Концентрации растворов, выбранные для эксперимента, рассчитывались в соответствии с критическими кислотными нагрузками для наиболее подверженных подкислению экосистем изучаемой территории (подзолов под сосняками - 0,5 г HCl/ м2) и для наиболее распространенных экосистем изучаемой территории (дерново-подзолистых глееватых почв под смешанными лесами - 3 г HCl/ м2). Критические кислотные нагрузки были рассчитаны на основе балансового метода [2-3]. Кроме того в эксперименте изучалось воздействие максимально возможного разового выпадения кислоты на поверхность почвы на границе СЗЗ предприятия по утилизации РДТТ - 7,5 г HCl/ м2 [7]. Наибольшая суточная норма осадков на изучаемой территории достигает 27,2 мм. Таким образом, при данной количестве осадков концентрации растворов, подаваемых на колонки, составили 0,0005М, 0,003М и 0,008М. Контроль изменений производился по колонкам, через которые был пропущен такой же объем дистиллированной воды.
Почвы С орг, % Содержание физической глины, % Гранулометрический состав
Дерново-подзолистая легкосуглинистая 7,04 27,8 суглинок легкий
Подзол супесчаный 6,29 18,2 супесь
Дерново-подзолистая освоенная среднесуглинистая 3,70 34,5 суглинок средний
Дерново-подзолистая освоенная тяжелосуглинистая 2,42 41,3 суглинок тяжелый
Таблица 1
Содержание гумуса и гранулометрический состав образцов почв, использованных для лабораторного эксперимента
