WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 12 |

«Московский педагогический государственный университет Географический факультет Труды второй международной научно-практической ...»

-- [ Страница 2 ] --

Стабильность развития оценивалась по величине флуктуиру ющей асимметрии. Анализ проводился стандартно по унифи цированной интегральной системе морфогенетических показа телей. Для оценки степени нарушения стабильности развития использовали пятибалльную шкалу оценки отклонений состоя ния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития (представлены в табл. 1).

Полученные результаты свидетельствуют о незначительном изменении состояния растений (соответствующие 3–му баллу шкалы) в районах загрязнённые выхлопными газами транспор та. Результаты исследований представлены в таблице 2.

Как видно из данных представленных в таблице 2, район Табл. 2. Флуктуирующая асимметрия листьев берёзы повислой (Betula pendula).

Betula pendula вдоль парка на ул. Советской и на кольце по ул. 50–лет Октября по показателям флуктуирующей асимметрии является наиболее загрязнёнными.

Список литературы 1. Васильев А.Г., Большаков В.Н. Взгляд на эволюционную эко логию вчера и сегодня / А.Г. Васильев, В.Н. Большаков // Эко логия.1994. № 8. С. 4–15.

2. Захаров В.М. Здоровье среды: методика оценки. М.: Центр экологической политики России, 2000. 68 с.

3. Лукин Ю.Н. Анализ техногенного воздействия на экосистемы региона: учеб. Пособие. М: Диалог, 1998. 342 с.

РАСТИТЕЛЬНЫЕ И ПОЧВЕННЫЕ МИКРОБНЫЕ

СООБЩЕСТВА НАЗЕМНЫХ ЭКОСИСТЕМ ПРИ ИХ

«ОБРАТНОМ» ПРЕОБРАЗОВАНИИ

ИВАЩЕНКО К.В., МОСКАЛЕНКО С.В.

Институт физико-химических и биологических проблем ivashchenko-kv@rambler.ru, moskalenkosvetlana@yandex.ru Исследование выполнено при финансовой поддержке грантов РФФИ (№ 12-04-01734;

№ 12-04-00097) Изучение происходящих в наземных экосистемах процессов при антропогенных и природных преобразованиях позволит по нять закономерности их функционирования и восстановления.

Основными индикаторами этих преобразований можно считать растительные и микробные сообщества. Переход от пахотных угодий в залежные и лесные может служить уникальной при родной моделью современного их «обратного» преобразования биогеоценозов. Работа нацелена на изучение изменения расти тельных и микробных сообществ почв при зарастании пашни и пастбища. Задачи исследования сфокусированы на: 1) опреде лении видового состава растений, 2) оценке содержания и ды хательной активности микробного компонента почв и 3) выяв лении взаимосвязи между стадией зарастания пашни, составом растительного сообщества и микробным компонентом.

Объекты исследования– почвы и варианты сукцессии (I-IV) от старовозрастных (80-100 лет) широколиственных лесов (ШЛ) к молодым (30 лет) заповедников «Калужские засеки» (КЗ) и «Тульские засеки» (ТЗ) (табл. 1). В каждом заповеднике выбра ны 2 варианта сукцессии (4 и 2 трансекты по 75 и 200 м в КЗ и ТЗ соответственно).

Геоботаническое описание растительности (2011-2012 гг.) про водили на площадках (100 м2, всего 173). Образцы почв отби рали из верхнего 10 см минерального слоя. Почвенные образ цы из каждой точки отбора смешивали и просеивали. В образ цах определяли углерод микробной биомассы (Смик) методом субстрат-индуцированного дыхания, основанного на внесении в почву дополнительного субстрата (глюкоза, 10 мг г-1 ) и последу ющей регистрации (через 3-5 ч) скорости начального максималь ного дыхания[1]. Базальное дыхание (БД) почвы оценивали по скорости образования СO2 нативной почвой (1 сут., 22°С, 60% пол ной влагоемкости, ПВ). Рассчитывали отношение БД/Смик =qCO (удельное дыхание микробной биомассы). Навески почвы (2 г) для определения Смик и БД отбирали из предынкубированных образцов (7 сут, 22°С, 55% ПВ). В образцах почв также определя ли содержание органического углерода (Сорг ), кислотность (рН) и другие физико-химические показатели, рассчитывали отноше ние Смик / Сорг.

Результаты Наибольшее содержание Сорг отмечено в ШЛ лесах (в сред нем 2.3 и 1.8% для КЗ и ТЗ соответственно), а в мелколиственных (МЛ) – меньше (в среднем на 20-60%). Содержание фосфора, ка лий, суммы обменных оснований и емкость катионного обмена в почве ШЛ на 50-80% больше, чем таковое в МЛ. Изученные поч вы – супесчаные, pH 5.1-6.4.

Весомую долю в растительном покрове вариантов сукцессий занимают деревья (D, 14-52%), кустарники (K, 1-15%), длиннокор невищные (Dk, 5-31%) и короткокорневищные (Kk, 12-19%) травы (табл. 2). Вклад D, K, Dk в общий растительный покров уменьшал ся от ШЛ к МЛ, за исключением II варианта, где зарастали паст бища. Доля Kk трав существенно не менялась вдоль изученных трансект. Следует отметить появление монокарпических двулет ников / многолетников и однолетников при зарастании пашни и их полном отсутствии в ШЛ. Кроме того показано, что раститель ность изученных рядов обеспечена влагой (вклад мезоморфной группы 67-86%), при этом доля тяготеющих к недостатку влаги растений (ксероморфная, 1-6%) возрастала на поздних стадиях за растания и полностью отсутствовала в ШЛ. Следовательно, при зарастании пашни лесом происходят изменения качественно Табл. 1. Локализация объектов исследования и воздействие при зарастании заповедник, сукцес- (пирогенное сект отбо засеки», ДП ДП, дерново-подзолистая;

СЛ, серая лесная;

b ШЛ, широколист венный лес (ясень обыкновенный, клен остролистный и поле вой, дуб черешчатый, липа сердцелистная, вяз шероховатый);

БНТ, березняк неморальнотравный;

БРТ, березняк разнотрав ный;

БНРТ, березняк неморально-разнотравный;

ЛРБ, луг разно травный;

ШЛЕ, широколиственный лес с примесью ели обыкно венной (дуб черешчатый, вяз шершавый, липа сердцелистная, ель обыкновенная).

го состава растительности, в том числе и регулируемой влажно стью, позволяющие судить о направленности «обратного» пре образования экосистем и влияния внешних воздействий.

Содержание микробной биомассы в почве ШЛ было достовер но больше, чем в МЛ (рис. 1). Однако в почве разнотравного луга с примесью березы (II вариант, пастбище) различие по этому по казателю было недостоверным. Скорость образование СО2 поч вами в ШЛ также были выше в 1.3-2.2 раза, чем в МЛ. Значение qCO2 в почве МЛ было в среднем больше на 25-34%, чем в соот ветствующем ШЛ (только в ТЗ). Данные могут свидетельствовать о более «напряженных» процессах микробного разложения рас тительного материала в почве в постагрогенных ценозах по срав нению с климаксными.

Отношение Смик / Сорг может служить показателем «каче ства» органического вещества почвы, а значит характеризовать оптимальное функционирование микробного компонента. Ока залось, что в почве МЛ ценозов отношение Смик / Сорг в сред нем на 40% меньше, чем в ШЛ. Кроме того, обнаружена значи мая (p0.05) положительная корреляция между Смик и Сорг, Смик и суммой обменных оснований (rs=0.85 и 0.70 соответственно). Есть основания полагать, что изученные показатели функционирова ния микробного сообщества почвы могут служить индикатора ми «восстановления» наземной экосистемы после антропоген ных воздействий.

Список литературы 1. Ананьева Н.Д., Сусьян Е.А., Гавриленко Е.Г. Особенно сти определения углерода микробной биомассы методом субстрат-индуцированного дыхания // Почвоведение. 2011. № 11. С. 1327–1333.

2. Серебряков И.Г. Экологическая морфология растений / М.:

Высшая школа, 1962. 378 с.

3. Раменский Л.Г. Введение в комплексное почвенно ботаническое исследование земель / М. 1938. 615 с.

Табл. 2. Группировка (%) растительного покрова (Серебряков, 1962) (I-IV, см. обозначения в табл. 1)

Грa ШЛ БНТ БРТ ШЛ БНТ ЛРБ ШЛЕ БНРТ БРТ ШЛЕ БНРТ ЛРБ

I II III IV

Группыa : D, деревья;

K, кустарники;

Травы: Dk, длиннокорне вищные;

Kk, короткокорневищные;

Np, наземноползучие;

Kc, ки стекорневые;

L, луковичные;

Li, травяные лианы;

Ck, стержнекор невые;

Ko, корнеотпрысковые;

Kp, корнелуковичные;

Md, моно карпические двулетники и малолетники;

Mo, монокарпические однолетники;

Pk, полукустарнички;

Pd, плотнодерновинные;

Rd, рыхлодерновинные.

Рис. 1. Содержание углерода микробной биомассы (Смик ) в поч вах разных растительных сообществ (см. обозначения в табл. 1) вариантов сукцессии (I-IV). Данные с разными буквами значимо различаются для каждого варианта отдельно (p 0.05) (однофак торный дисперсионный анализ, критерий Tukey).

ПРЕПАРАТЫ НА ОСНОВЕ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ БУРЫХ

УГЛЕЙ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ СВОЙСТВ ПОЧВ

Тульский государственный университет Гуминовые вещества (ГВ) определяют практические все важ ные свойства почв. В последнее время, в условиях глобального ухудшения экологической обстановки актуально изучение про текторных свойств гуминовых веществ – природных экодетокси кантов, способных связывать тяжелые металлы[1]. Наличие в мо лекуле гуминовых веществ широкого спектра функциональных групп, таких как карбоксильные и гидроксильные в сочетании с ароматическим фрагментом обуславливают их высокую реак ционную способность по отношении к тяжелым металлам (ТМ).

Кроме того, они обладают способностью снижать токсичность тя желых металлов, переводя их в связанное состояние. В силу ука занных свойств гуминовые вещества играют важную роль в про цессах миграции тяжёлых металлов, переводя их в связное со стояние. Следовательно, создание моделей биохимических цик лов тяжёлых металлов реально протекающим процессам, а также прогноз развития токсикологической ситуации в загрезнённых тяжёлыми металлами природных средах невозможны без учёта гуминовых веществ. При этом взаимодействие ГВ с наиболее рас пространенными экотоксикантами – Cu(II) и Pb(II) исследовано недостаточно.

Данное обстоятельство важность и актуальность изучения сорбционных детоксицирующих свойств по отношению к тяжё лым металлам.

Целью настоящей работы получение препаратов на основе гу миновых веществ бурых углей обладающих сорбционной спо собность по отношению к ионам тяжёлых металлов.

Гуминовые вещества выделяли (образец 1, таблица 1) из бу рых углей шахты Бельковская Подмосковного угольного бассей на, методом щелочной экстракции с последующим осаждением раствором HCl до pH 2-4, очистку от низкомолекулярных при месей осуществляли путем диализа. Химическую модификацию осуществляли окислением азотной кислотой. Окисление ГВ про водили под действием 56% HNO3 в течение 1 часа при темпера туре 40 и массовом соотношении HNO3 : ГВ = 8:1(образец 2).

Выход ГВ из бурого угля (образец 1) составил 15,3% в пере счёте на органическую массу. При модификации ГВ окислением HNO3 (образец 2) выход составил. Методом технического анали за показано, что влажность всех образцов (1,2) составляет 2,0-2,8% Табл. 1. Выходы и сравнительный технический анализ образцов (таблица 1). Зольность уменьшается в связи с переходом связы вающих катионов в раствор при кислотном гидролизе.

Количественную оценку содержания функциональных групп ГВ проводили на основании отношений интенсивностей по лос поглощения кислородсодержащих групп к интенсивностям, соответствующих полиароматическим сопряженным системам 1610 см-1 (рис. 1).

При сравнении характеристик исходного (образца 1) и моди фицированного препарата ГВ (образец 2) методом ИК- спектро скопии показано, что при окислении происходит увеличение ин тенсивности полосы поглощения 1720 см-1, относящиеся к C=O в COOH группах, на 50% (образец 2). При переходе от исходных ГВ (образец 1) к модифицированному препарату (образец 2) наблю дается уменьшение полос поглощения, относящихся к СН2 СН – группам алкильных радикалов (2920 см-1, 2850 см-1 ) и углевод ным фрагментам (1080 см-1 ), что свидетельствует об уменьшении периферийной части молекул ГВ при модификации. В условиях окислительной модификации НNO3 (образец 2) интенсивность полосы поглощения ОН- групп уменьшается на 7% при одновре менном увеличении интенсивности полосы 1560 см-1 связано с возрастанием числа карбонильных и нитрогрупп.

Была изучена сорбция ТМ в статических условиях на ГВ и продуктах их направленной модификации. В качестве модели Рис. 1. ИК-спектры ГВ: 1-ГВ бурого угля (образец 1);

2-ГВ бурого угля модифицированные азотной кислотой (образец 2).

катионов ТМ были выбраны ионы Cu(II). Для определения сор бируемости меди в статических условиях, в коническую колбу помещали навеску (0,72 г) сорбента и 90 см3 исследуемого рас твора. Полученную смесь перемешивали 5 часов до установле ния равновесия. Раствор отделяли фильтрованием и анализиро вали фотоколориметрически на содержание меди, рассчитыва ли величины сорбируемости на исходном и модифицированных препаратов ГВ. По кинетическим кривым определяли эффектив ные константы скорости сорбции. Сорбируемость и эффективная константа скорости сорбции меди (таблица 2) модифицирован ных ГВ по сравнению с исходным образцом при окислении азот ной кислотой (образец 2) увеличилась в 2,5 и в 2 раза соответ ственно, что связанно с увеличением числа сорбционных цен тров в органической части ГВ. Исходная концентрация Cu2+ в рав новесном растворе составляет 1 мг/см3.

Полученные результаты позволяют использовать данный вид модификации для получения детоксицирующих препара Табл. 2. Сорбируемость меди на исходных ГВ и продуктов их мо дификации Бельковская Бельковская мод.

тов, обладающих биологической активностью и эффективно свя зывающих ионы тяжелых металлов.

Список литературы 1. Перминова И.В., Лунин В.В. Гуминовые вещества в контексте зеленой химии //Зеленая химия в России. Изд-во Моск. Ун-та, 2004.– С.146-162.

2. Ришар К., Агуер Ж-П., Гийо Ж., Халле А., Трубецкая О. Е., Трубецкой О. А. 2008. Роль фракционирования при изуче нии фотохимических свойств гумусовых веществ // Россий ский Химический Журнал, специальный выпуск посвящен ный российско-французкому сотрудничеству, т., LII, №1, стр.

107-113.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ДЛЯ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ПОЧВ

УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Забайкальский государственный университет Работа выполнена в рамках Государственного задания вузу Интенсивный рост и развитие промышленности, энергетики, коммунальных служб и автотранспорта в крупных городах, при водит к резкому ухудшению окружающей экологической обста новки урбанизированных территорий. Основным компонентом природной среды, несущим в себе информацию о техногенном воздействии, является почва, пребывание техногенных загрязни телей в которой больше, чем в других компонентах биосферы[4].

В настоящее время более остро стала проблема загрязнения почв тяжелыми металлами (ТМ), которые среди многочисленных за грязнителей считаются наиболее токсичными. В связи с этим особо пристальное внимание уделяется приемам биотестирова ния, которое представляет собой методический прием, основан ный на оценке действия факторов среды, в том числе и токсиче ского, на организм, его отдельную функцию или систему орга нов и тканей. Метод биотестирования является наиболее целесо образным при определении интегральной токсичности почв, т.к.

доступен и прост в применении, не требует сложного лаборатор ного оборудования, больших материальных затрат, длительного периода времени опытов и может быть рекомендован исследо вателями разных уровней подготовки.

Целью нашего исследования было определение токсичности почв г. Читы используя метод биотестирования. Объектом ис следования служили почвы зоны золоотвала Читинской ТЭЦ- (бывшая ГРЭС, образец № 1) и буферной зоны Читинской ТЭЦ -  (образец № 2), т.к. значительный вклад в накопление ТМ в окру жающей среде вносят тепловые электростанции и теплоцентра ли, где для выработки электрической и тепловой энергии ис пользуется каменный уголь. В настоящее время исследования за грязнения объектов окружающей природной среды в зоне вли яния теплоэлектростанций приобретают особую актуальность и значимость.

Отбор образцов почвы для определения токсичности прово дили согласно общепринятым методикам[6, 9]. Почвы на ис следуемых участках относятся к городским, антропогенно из мененным, которые имеют поверхностный слой мощностью бо лее 50 см, созданный в результате человеческой деятельности и полученный перемешиванием, насыпанием или погребением материала урбаногенного происхождения. В качестве фитотест системы использовали Raphanus sativus L. (редис посевной), кото рый является чувствительным тест-организмом к загрязнению почвы кадмием, цинком, медью и никелем[1]. Растения семей ства крестоцветных неприхотливы, имеют короткий вегетацион ный период и высокую степень извлечения ТМ из почвы[8].

Навеску каждого образца почвы (60 г) помещали в чашку Пет ри, увлажняли до пастообразного состояния, равномерно раскла дывали по 25 семян Raphanus sativus, которые предварительно за мачивали на сутки в воде, а затем вдавливали их стеклянной па лочкой в почву. Контрольный вариант семян для определения всхожести раскладывали на предварительно смоченной филь тровальной бумаге. Проращивание семян продолжалось 7 дней при ежедневном увлажнении почвы равными порциями отсто янной водопроводной воды. Для используемого биологического объекта определяли морфометрические показатели (длину кор ней на 7 день экспонирования), процент всхожести семян опре деляли на 4 и 7 день, энергию прорастания на 4 день экспони рования. Под всхожестью понимали число семян, выраженное в процентах от общего количества семян, взятых для проращи вания, под энергией прорастания – количество семян, пророс ших за первые 4 суток проращивания в процентах от общего ко личества семян, взятых для проращивания. Повторность опыта трехкратная[1, 2, 7, 10].

Табл. 1. Всхожесть и энергия прорастания семян Raphanus sitvus.

троль троль При проращивании Raphanus sativus на исследуемых образцах почвы получили следующие результаты (таблица 1).

В результате проведенного эксперимента было выявлено, что наиболее активная всхожесть семян Raphanus sativus отмечается на контроле на 4 день экспонирования, энергия прорастания рав на 76 %. В почвенных образцах № 1 и 2 прослеживается низкая всхожесть семян во все дни экспонирования 4  8 % соответствен но. Вероятнее всего почвенные образцы № 1 и 2 являются ток сичными, т.к. всхожесть семян Raphanus sativus сильно понижена, по сравнению с контролем. Токсичными считают почвы, снижа ющие всхожесть семян не менее чем на 20-30 % [5]. Почвенный образец №1, взятый в зоне золоотвала Читинской ТЭЦ-1 более Рис. 1. Средние показатели длины корней Raphanus sativus, см токсичен – общая всхожесть семян к концу опыта равна 5,3 %, в образце № 2 – 8 %, контроль – 93,2 %.

На рисунке 1 отражены морфометрические показатели (дли на корней) исследуемого биологического объекта. Отмечается, что после 7-дневного экспонирования семян Raphanus sativus, в образцах почвы № 1 и 2 длина корней выше контрольного образ ца. Вероятно, это связано не с токсичностью исследуемых участ ков, а со стимулирующей концентрацией ТМ в почвенных об разцах, полученные результаты согласуются с данными других авторов[4]. Почва изучаемых образцов не ингибирует ростовые процессы корней.

Результаты работы показали, что почва на исследуемых участках золоотвала Читинской ТЭЦ - 1 и буферной зоны Читин ской ТЭЦ - 2 является токсичной, т.к. в зоне влияния теплоэлек тростанций замедляется прорастание семян и снижается их всхо жесть.

Данные исследования планируем продолжить для последую щего наблюдения за изменением токсичности почв урбанизиро ванных территорий, используя дополнительные методики и ста тистические расчеты. Знание токсичности почвенного покрова на различных участках города Читы позволит выявить местную тенденцию изменения токсичности, оценить скорость и характер локальных изменений токсичности почвы на конкретных участ ках, прогнозировать изменение экологической ситуации при от крытии новых промышленных предприятий.

Список литературы 1. Багдасарян А.С. Эффективность использования тест-систем при оценке токсичности природных сред. // Экология и про мышленность России, 2007. №1. С. 44 – 48.

2. Заболотских В.В., Васильев А.В., Танких С.Н. Экспресс диагностика токсичности почв, загрязнённых нефтепродук тами. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2012. том 14, № 1 (3). С. 734 – 738.

3. Васильева Л.И., Кадацкий В.Б. Формы тяжелых металлов в почвах урбанизированных и заповедных территорий. // Гео химия. 1998. №4. С. 426 –429.

4. Ефименко Е.А., Манукян Е.О. Токсичность почвы городской среды. // Альманах современной науки и образования. Там бов: Грамота, 2009. № 11 (30): в 2-х томах. Ч.1. С. 129 – 132.

5. Зенова Г.М., Степанов А.Л., Лихачева А.А., Манучарова Н.А.

Практикум по биологии почв. Учеб. пособие. М.: Издатель ство МГУ, 2002. 120 с.

6. Инструкция по геохимическим методам поисков рудных ме сторождений. М.: Недра, 1965. С. 126 – 140.

7. Кабиров Р.Р., Сагитова А.Р., Суханова Н.В. Разработка и ис пользование многокомпонентной тест-системы для оценки токсичности почвенного покрова городской территории. // Экология, 1997. №6. С. 45 – 48.

8. Линдиман А.В., Шведова Л.В., Тукумова Н.В., Невский А.В.

Фиторемедиация почв, содержащих тяжелые металлы. // Эко логия и промышленность России. 2008. № 9. С. 45 – 9. Методические рекомендации по проведению полевых и ла бораторных исследований почв и растений при контроле за грязнения окружающей среды металлами / под ред. Н.Г. Зы рина, С.Г. Малахова. М.: Гидрометеоиздат, 1981. 109 с.

10. Никитенко Г.Ф. Опытное дело в полеводстве. М. Россельхоз издат, 1982. 190 с.

БИОИНДИКАЦИОННЫЕ ПЕРСПЕКТИВЫ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВЕНЧИКА ЦВЕТКА

КУЛЬТУРНЫХ ФОРМ ПРИМУЛЫ МНОГОЦВЕТКОВОЙ

(PRIMULA X POLYANTHA MILLER, 1768) МАРКЕЛОВ И.Н., ГЕЛАШВИЛИ Д.Б., ШИРОКОВ А.И., Нижегородский государственный университет им. Н.И.

Идеальная симметрия является математической абстракци ей, тогда как в природе чаще всего встречаются лишь приблизи тельно симметричные (псевдосимметричные) системы, об инва риантности которых относительно операций симметрии также можно говорить лишь приблизительно. Гелашвили и др. (2004) было обосновано применение алгоритма, основанного на сверт ке функций для количественной оценки степени псевдосиммет ричности биообъектов. Это открыло перспективу создания авто матизированной системы оценки псевдосимметрии, а также яви лось предпосылкой для разработки приложений псевдосиммет рии в биоиндикации[2]. Венчик правильных, или актиноморф ных цветков инвариантен относительно отражений в несколь ких плоскостях симметрии и одновременно относительно по воротов вокруг оси, перпендикулярной этим плоскостям и про ходящей через точку их пересечения. Поэтому количественные оценки псевдосимметрии и других геометрических параметров вегетативных и генеративных органов растений могут служить эффективным инструментом биомониторинга, селекции. Одна ко практическое применение теоретических предпосылок требу ет их апробирования и верификации на большом числе модель ных объектов[1, 3, 6]. В контексте псевдосимметричности венчи ка цветка, удобным модельным объектом может служить приму ла многоцветковая (Primula х polyantha Miller, 1768).

Таким образом целью данной работы был анализ варьиро вания геометрических показателей венчика цветка культурных форм примулы многоцветковой (P. х polyantha Mill.), как потен циального претендент-биоиндикатора.

Для анализа были использованы пять выборок цветков пя тилопастной вариации примулы многоцветковой, следующих культурных форм: Alba, Atropurpuraea, Aurea, Lutea и Flava, вы ращенных в НИИ Ботанический сад ННГУ им. Н.И. Лобачевско го в однотипных микроклиматических условиях. Оцифрованные изображения венчиков собранных цветков были получены с ис пользованием сканера Epson 4490 Photo. В качестве геометриче ских показателей венчика цветка P. х polyantha Mill. использова лись показатели поворотной (r ) и билатеральной псевдосиммет рии (b ), а также индекс изрезанности цветка (Ir ), которые изме ряли с помощью пакета прикладных программ (ППП) BioPS, раз работанного на основе интегрального алгоритма свертки[2]. Кро ме того, был применен индекс проективного покрытия (Ipc )[3]. В результате псевдосимметричность венчика цветка примулы ха рактеризовалась четырьмя показателями: r, b, Ir, Ipc.

дены с применением пакета «Statistica 10» и рекомендаций из ложенных в работах У.Р. Клекки и А.А. Халафяна[4, 5]. Предвари тельный анализ типа распределения значений геометрических характеристик цветков P. х polyantha Mill. показал, что они под чиняются нормальному закону, однако для использования таких статистических методов как дисперсионный и параметрический дискриминантный анализ также необходимо равенство диспер сий геометрических показателей цветков исследуемых выборок.

Результаты теста Левина свидетельствуют о различиях диспер сий показателей этих выборок. Поэтому для дальнейшего анали за были использованы непараметрические методы статистиче ского анализа, включая непараметрический дискриминантный анализ с помощью модуля «General Discriminant Analysis».

Результаты использования критерия Краскела-Уоллиса и Данна, показали, что пятилопастные вариации венчика рассмат риваемых культурных форм примул статистически значимо раз личаются между собой по каждому из используемых геометри ческих показателей. Также формы Alba и Flava являются наибо лее близкими из всех сравниваемых пар культурных форм, по скольку статистически значимо не различаются по 3-м из 4-х гео метрических показателей (r, b, Ir ). При этом можно предполо жить, что индекс проективного покрытия (Ipc ) наиболее инфор мативен в анализе геометрии цветка пятилопастной вариации венчика рассматриваемых культурных форм примулы, так как большинство сравниваемых пар культурных форм имеют стати стически значимые различия по этому показателю. Однако дока зательные возможности примененных ранговых непараметри ческих методов этим предположением исчерпываются.

Итоги непараметрического дискриминантного анализа гео метрических характеристик венчиков цветков различных куль турных форм P. х polyantha Mill. свидетельствуют о том, что ис пользуемый набор параметров венчика цветка (r, b, Ir, Ipc ) позволяет статистически значимо дискриминировать культур ные формы примулы многоцветковой (лямбда Уилкса составляет 0,026). При этом наибольший вклад в дискриминацию, исходя из значений частной лямбды, вносит показатель поворотной псев досимметрии (r ). Следует также отметить, что близость располо жения форм Flava, Lutea и Alba в пространстве дискриминантных функций позволяет предположить, что они являются не отдель ными культурными формами, а относятся к разным цветовым вариациям одной культурной формы.

Изучение морфологических признаков растений, их измен чивости и сортовой устойчивости дает богатую информацию о взаимодействии генотипа со средой. В рассматриваемом ключе исследование псевдосимметрии цветка помогает вскрывать ме ханизмы эволюции цветка в какой-либо группе. Как было по казано ранее нами[2] переход от анемофилии (актиноморфный цветок) к энтомофилии (зигоморфный цветок) характеризуется закономерными изменениями геометрических показателей (r, b ). Таким образом, чувствительность предлагаемого метода из мерения геометрических характеристик венчика цветка, позво ляет различать не только культурные формы, но и открывает возможность дискриминировать экологические группы расте ний, тем самым открывая новые возможности в биомониторин ге. В этом случае оценка степени инвариантности (псевдосимм тричности) цветков различных растений, выступающих в роли биоиндикаторов, позволит осуществить построение ординаци онного ряда зависимости геометрических характеристик цветка от условий местообитания растения. Такой подход может спо собствовать получению шкал оценки местообитания по тому или иному экологическому фактору, а также их совокупности. В результате геометрические показатели цветка могут послужить своеобразной «мерной линейкой» оценки условий местообита ния.

Список литературы 1. Аникьев А.А., Федоряка Н.И., Аникьева Э.Н. Способ коли чественной оценки формы листа как уникального сортово го признака и его вариабельности у растений земляники // Сельскохозяйственная биология. 2008. № 1. С. 116 – 122.

2. Гелашвили Д.Б., Чупрунов Е.В., Марычев М.О., Сомов Н.В., Широков А.И., Нижегородцев А.А. Приложение теории групп к описанию псевдосимметрии биологических объектов // Журнал общей биологии Т. 71, №6, 2010, С. 497-513.

3. Маркелов И.Н., Нижегородцев А.А., Гелашвили Д.Б. Регрес сионный анализ показателей геометрии цветка гвоздики фи шера (Dianthus scheri Spreng.) из различных биотопов Ниже городской области // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2012, № 2(3), С. 145-148.

4. Клекка У.Р. Дискpиминантный анализ // Фактоpный, дискpи минантный и кластеpный анализ / Пер. с англ. М.: Финансы и статистика. 1989. С. 78 – 138.

5. Халафян А.А. STATISTICА 6. Статистический анализ данных.

3–е изд. Учебник. М: ООО «Бином-Пресс». 2007. 512 с.

6. Bruno O.M., R. de Oliveira Plotze, Falvo M., M. de Castro Fractal dimension applied to plant identication // Information Sciences.

2008. Vol. 178, №12. P. 2722 – 2733.

МОНИТОРИНГ ПРОДУКТИВНОСТИ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ

ЗАПОВЕДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ НА ЮЖНОМ ПРЕДЕЛЕ

БОРЕАЛЬНОГО ЭКОТОНА НА ПРИМЕРЕ ПРИВОЛЖСКОГО

ОКРУГА

МЕЛЬНИКОВА И.А., БУРГАНОВА З.Ф.

Казанский (Приволжский) федеральный университет Мониторинг состояния экосистем заповедных территорий ограничен строгим природоохранным режимом, определенным ст.6 Федерального закона «Об особо охраняемых природных тер риториях». В связи с этим для изучения различных экологи ческих параметров, а также индикации состояния окружающей среды территорий с ограниченным режимом природопользова ния актуально отдавать предпочтение дистанционным методам исследования.

В России, исследования в области использования данных спутниковых наблюдений в интересах лесного хозяйства и лесо ведения позволили обосновать перечень задач и структуру си стемы мониторинга лесов, а также разработать ряд методов и Рис. 1. Фрагменты снимков Landsat 7 на исследуемую террито рию, сделанные 2.07.2011, 17.05.2012 и 22.09.2012 (слева направо).

технологий. В настоящее время в России методы дистанционно го зондирования становятся неотъемлемой частью инвентариза ции лесов, охраны лесов от пожаров и вредных насекомых, оцен ки лесопользования[1].

С целью изучения возможности адекватного мониторинга, а также индикации состояния лесных экосистем заповедных тер риторий исследован Раифский участок Волжско-Камского Госу дарственного Природного Биосферного Заповедника, располо женный в зоне бореального экотона. Интерес к растительному покрову территории Раифского участка ВКГПБЗ обусловлен осо бенностями его географического положения на южной границе подтаежных елово-широколиственных лесов и сохранившимся фиторазнообразием[2]. На небольшой территории встречаются почти все основные типы лесов Волжско-Камского края[3].

На пяти пробных площадках участка заповедника, площадью по 2500 м2 каждая, проведены наземные наблюдения, в резуль тате которых исследован структурный состав растительного со общества и осуществлена GPS-привязка. На основе полученных данных была составлена база данных, в которой помимо сведе ний о высоте, диаметре, видового состава древостоя, были рас считаны некоторые из параметров, характеризующих лесное со общество, проведена оценка биомассы различных частей дере вьев, а также рассчитана формула древостоя по площадкам.

В системе онлайн – каталога GloVis, подобраны и получены три снимка Landsat 7 – июльский 2011 года, майский и сентябрь ский 2012 года с пространственным разрешением 30 м (рис.1).

Осуществлена конвертация данных Landsat в показатели при Рис. 2. Распределение значений NDVI (более светлый тон соот ветствует меньшему значению вегетационного индекса, синий цвет – водные объекты) на исследуемую территорию, по данным снимков Landsat 7 от 2.07.2011, 17.05.2012 и 22.09.2012 (слева напра во).

ходящего излучения на сенсоре и в коэффициенты планетарного отражения (reectance) путем перевода данных каждого канала из DN в реальные значения приходящего излучения, после чего рассчитаны значения вегетационного индекса NDVI (рис.2) В результате комбинированной статистической обработки наземных наблюдений со снимками ДЗЗ и системного анализа осуществлена оценка биомассы, продуктивности, а также состава растительного покрова на территории заповедника, покрываемо го изображением снимка по изученным контрольным участкам.

На трех из пяти площадок преобладают широколиственные породы, две другие площадки представляют участки бореально го леса. Сухая масса древостоя, включая массу древесины, коры деревьев, ветвей, хвои и листьев, вычислена путем перевода рас считанного запаса стволовой древесины в сухую массу отдель ных частей дерева с использованием поправочных коэффициен тов по материалам Международной биологической программы.

Наибольшая биомасса отмечается на участках елово-сосновых лесов (14.37 кг/м2 и 19.58 кг/м2 ), меньше на участках неморальных лесов (8,12 кг/м2 и 4,62 кг/м2 ), минимальная масса на площадке с доминированием лиственных в присутствие хвойных пород – 3,87 кг/м2.

Имея пространственные данные по значениям вегетационно го индекса NDVI, возможно дать оценку древесного состава лес ного сообщества. Максимален NDVI на лиственных площадках Рис. 3. Изменение значений NDVI на пяти исследуемых площад ках в течение вегетационного сезона (май, июль, сентябрь).

(0,77 и 0,78), меньше – на площадках с хвойными породами (0, и 0,64) – по снимку от 2.07.2011. Вегетационный индекс на сен тябрьском снимке значительно ниже, чем на майском, что ха рактеризует изменение скорости продукции органического ве щества растительным сообществом в течение сезона (рис.3).

Поскольку различные виды деревьев имеют сильно отлич ные между собой коэффициенты корреляции с вегетационным индексом, для повышения качества характеристики лесных со обществ по данным ДЗЗ необходимо анализировать не только общие данные по продукции всего видового состава, но и све дения об отдельных видах. Так связь между биомассой и NDVI характеризуется отрицательной корреляцией для хвойных и по ложительной для лиственных деревьев.

Адекватность мониторинга, индикации состояния, а также оценки продуктивности экосистем в таком случае определяется двумя условиями -разрешительной способностью снимка и до стоверностью связей двух типов данных: наземных исследова ний и ДДЗЗ. Для выполнения первого условия необходимо за кладывать площадки размером, сопоставимым с разрешением снимка (минимальный размер 500 м2 в условиях густой расти тельности).

Для выполнения второго условия возможно осуществление двухэтапного анализа. На первом этапе по набору всего объе ма имеющихся данных производится оценка состава древостоя, а на втором этапе оцениваются отдельно экологические характе ристики двух типов лесных сообществ.

Перспективным является построение математических моде лей, описывающих параметры лесных экосистем. Обеспечение ДДЗЗ посезонно и погодично позволяет осуществлять монито ринг продуктивности лесных экосистем во внутри- и межсезон ной динамике. Включение в базу данных имеющихся таксаци онных описаний лесных сообществ позволит увеличить адекват ность оценки биомассы и продуктивности лесных сообществ на территориях регионального масштаба, поскольку они обеспечи вают количественными данными в непрерывном пространстве лесничества. В дальнейшем построение математических моде лей и карт распределения экологических характеристик позво лит увеличить эффективность процесса таксации лесов и сни зить необходимость производства детальных наземных наблю дений непосредственно на территориях заповедных участков ООПТ.

Список литературы 1. Барталев С. А.. Разработка методов оценки состояния и ди намики лесов на основе данных спутниковых наблюдений, М.: – Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, 2007.

2. О.Е. Любина, Т.В. Рогова. Оценка биоразнообразия раститель ного покрова Раифского участка ВКГПБЗ с позиций концеп ции пула видов. – Казань: Казанский государственный уни верситет, 2008. – 203 с.

3. Рогова Т.В., Мангутова Л.А., Любина О.Е., Фархутдино ва С.С. Классификация растительного покрова Раифско го участка Волжско-Камского заповедника на ландшафно экологической основе. / Труды ВКГПЗ, выпуск 6, Казань, – с.213-240.

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

НА ОСОБО ОХРАНЯЕМЫЕ ТЕРРИТОРИИ С ПОМОЩЬЮ

БРИОМОНИТОРИНГА

МИЦЫК Е.П., ХВАТОВА Ю.С., ДУНАЕВ А.М.

Ивановский государственный химико-технологический На сегодняшний день биоиндикация и биомониторинг ши роко используются наравне с физико-химическими методами для оценки воздействия различного рода токсикантов на окружа ющую среду. Одним из существенных ограничений использова ние биоиндкационных методов является отсутствие индикатор ных видов на исследуемой территории. Однако при осуществле нии контроля над состоянием естественных экосистем данный подход показывает весьма хорошие результаты.

Методика оценки качества окружающей среды с использо ванием мхов получила название бриомониторинг (греч. bryo – мох). Различают активный и пассивный бриомониторинг. Пас сивный бриомониторинг заключается в сборе образцов мха на анализируемой территории с их последующим анализом. В слу чае отсутствия на исследуемой площадке мохообразных (ча сто это урбанизированные территории) применяется активный бриомониторинг или метод мхов-трансплантантов. Он состоит в том, что предварительно собранные образцы мха на территории с низким уровнем загрязнения переносятся на желаемую терри торию и после установленной экспозиции анализируются.

В России данный метод относительно слабо развит, в то вре мя как за рубежом существует развитая система мониторинга за грязняющих веществ (главным образом тяжелых металлов, а так же органических веществ и связанного азота) на базе ООН. Раз работаны специальные методики проведения исследований со держания различных токсикантов в окружающей среде с помо щью мхов. В частности подобная методика в отношении тяже лых металлов[1] была использована в данной работе.

Объектом исследований явился государственный природный заказник «Клязьминский», расположенный на границе Иванов ской и Владимирской областей. На ивановской территории за казника было отобрано 9 образцов почвы и мха вида Pleurozium schreberi (рис. 1).

Большая часть территории заказника располагается в пони женной области и ежегодно затапливается паводком из р. Клязь ма. Нами была выдвинута гипотеза, что р. Клязьма в периоды паводков может привносить значительное количество загрязня ющих веществ на почву. Соответственно, были взяты пробы с участков, подверженных затоплению и не испытывающих вли яние паводков. Также, для разделения атмосферного и гидрохи мического вкладов были отобраны образцы почвы.

Пробоотбор осуществлялся в соответствии с [1, 3]. Образцы мха отбирались с открытых площадок в полиэтиленовые меш ки, после чего высушивались при комнатной температуре. Все растения очищались от мусора, отмерших частей и посторонних включений. Для каждой точки фиксировались географические координаты, погодные условия, описание биотопа, подстилаю щей поверхности и удаленность от антропогенных источников воздействия. Пробы почвы отбирались с глубины 10-20 см, вы сушивались до воздушно-сухого состояния, после чего подвер гались экстракции. Определялось содержание как валовых, так и подвижных форм металлов.

В пробах определялись концентрации меди, цинка, марганца, никеля и железа методом атомно-абсорбционной спектроскопии с атомизацией в пламени. Погрешность определения составляла 15-30%.

Полученные результаты во многом подтверждают выдвину тую гипотезу о привнесении различных веществ с паводком. Так, для затапливаемых участков концентрация подвижных форм меди в два раза больше той же величина для незатапливаемых участков (табл. 1). Валовое содержание железа в припойменной зоне также существенно больше, чем в почвах террасных участ ков. Однако наиболее яркая картина была обнаружена для соеди нений никеля. Для незатапливаемых участков его концентрация не превысила порога обнаружения, в то время как для точек рас положенных в низких по рельефу местах он был зафиксирован во всех точках пробоотбора. В отличие от остальных элементов никель имеет гораздо меньше источников природного поступ ления и, скорее всего, связан с антропогенной деятельностью.

Содержание всех наблюдаемых элементов во мхах исследу емых участков достаточно близко, что указывает на равномер ность поступления металлов на территорию заказника с атмо сферными выпадениями. Сравнение концентраций металлов во мхах с заказника со средним их содержанием во мхах Иванов Табл. 1. Среднее содержание тяжелых металлов (мг/кг) во мхах и почве незатапливаемых (В) и затапливаемых (Н) участков Клязь минского заказника.

ской области указывает на значительно более низкий уровень их содержания, за исключением цинка, для которого оба этих зна чения были приблизительно равными.

Обобщая вышесказанное, можно сделать вывод о наличии влияния паводковых вод на микроэлементный состав почвы Клязьминского заказника. Вклад атмосферных выпадений, уста новленный на основании бриомониторингового исследования, является незначительным. Учитывая то, что большая часть ток сикантов накапливается в донных отложениях, в качестве реко мендации по улучшению экологической ситуации можно пред ложить очистку русла р. Клязьма в районе Клязьминского заказ ника.

Список литературы 1. Harmens H. et all. Monitoring of atmospheric deposition of heavy metals, nitrogen and POPs in Europe using Bryophytes.

Monitoring Manual. // Bangor: ICP Vegetation Coordination Centre, 2010. 9 P.

2. Dunaev A.M., Latukhina K.S., Abdalla A.A., Rumyantsev I.V., Nikiforov A.Yu. Study of heavy metal content in soil, river water, snow, needles and mosses in Ivanovo region // Proceedings № of the XIX International Seminar on Interaction of Neutrons with Nuclei – Dubna: JINR, 2012. p. 320-325.

3. ГОСТ 17.4.4.02-84. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологиче ского анализа. Утвержден Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 декабря 1984 г. № 4731.

ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ

МЕТОДОМ

Тульский государственный университет Под воздействием микроорганизмов происходит трансфор мация гумуса и повышение плодородия почв. Проблема созда ния условий для интенсификации жизнедеятельности микроор ганизмов (МО) в почве интересует многих учёных. Контролиро вать микробиологическую активность (МБА) субстратов можно с помощью биологически активного железного электрода.

Ранее методом ионометрии было изучено изменение потен циала во времени для железного электрода и результаты пока зали, что стационарный потенциал у железа устанавливается за значительный промежуток времени (3 минуты).Такое поведение в почве можно объяснить МБА почв для ионов Fe+ в двойном электрическом слое электрода, а сам же железный электрод мож но считать индикаторным к МБА МО.

Представляло интерес исследовать изменение МБА разных субстратов – песка, глины, торфяной смеси и почвы.

МБА контролировали методом прямой ионометрии по изме нению величин стационарного потенциала железного электрода (-Ест ) в паре с графитовым электродом.

Электроды проходили предварительную подготовку. В каче стве фонового электролита для проверки начальной функции электродов использовали дистиллированную воду. Перед изме рением, анализируемую почву увлажняли дистиллированной водой и уплотняли.

Электроды помещали на глубину 3 см (т.к. окислительные процессы, протекающие на границе «почва-воздух», могут при вести к существенному отклонению показаний) и на расстоянии 1 см друг от друга. Время изменения -Ест (Fe) составляло пример но 3-5 минут до выхода на стационарный режим. Перед каждым измерением проверяли начальную функцию электродов, кото рая должна сохраняться постоянной.

На рисунке 1 представлены изменения электродных потен циалов разных субстратов во времени для увлажнённых субстра тов.

После подготовки к анализу и первичного измерения исход ных потенциалов почв, были внесены МО такие как: фотосинте зирующие бактерии, молочнокислые бактерии, дрожжи, актино мицеты, ферментирующие грибы. Затем каждую неделю в почву добавляли по 4 мл 0,1 Н раствора глюкозы в течение месяца.

На рисунке 2 представлены изменения электродных потен циалов разных субстратов во времени для субстратов с внесен ными МО.

В таблице приведены величины потенциалов в момент вре мени 30 и 120 пребывания электродов в субстратах, и их отклоне ние (Е) за данный промежуток времени.

Отклонение Е характеризует изменения МБА вблизи двой ного электрического слоя (ДЭС) железного электрода. Чем выше Рис. 1. Потенциалы субстратов во времени данное отклонение в области отрицательных потенциалов, тем выше МБА субстрата.

По Е можно судить о том, что внесение МО пагубно повли яло на песок (дельта реки Оки) и на почву (Тульская область, Ле нинский район), благотворно повлияло на глину (Тульская об ласть, Ленинский район) и на торфяную смесь.

Таким образом, электрохимический метод анализа может служить экспрессным, эффективным и перспективным методом контроля МБА субстратов. В дальнейшем предполагается авто матизировать процесс сбора и обработки экспериментальных данных с применением компьютеризированного программно аппаратного комплекса, что позволит расширить внедрение предлагаемого метода.

Рис. 2. Потенциалы субстратов во времени с внесёнными МО и раствором глюкозы.

Список литературы 1. Мелехова Н.И. Получение информации по загрязнению тя жёлыми металлами почв с помощью микробиологической активности // Сб. научн.трудов Всероссийской н-т конферен ции «Информационные технологии и модели в решение со временных проблем экологии» Тула;

Р.Х О. им. Менделеева, 2002. – С. 153-157.

2. Мелехова Н.И. Изучение изменения микробиологической ак тивности почвы электроаналитическим методом // Метод Научно-практ. форума: «Экологическое развитие центр. фед.

округа» – Тула, ТулГУ. С. 81-84.

Табл. 1. Изменение Eст во времени, как показатель изменения МБА субстрата

РАЗРАБОТКА КОНЦЕПТУАЛЬНОЙ БАЗЫ ДАННЫХ

АТМОСФЕРНЫХ ВЫПАДЕНИЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ №12-05- Изучение различных областей и территорий с точки зрения отдельных экосистем является закономерным развитием в изу чении современных процессов загрязнения окружающей среды.

Изучаемая область может быть выделена в зависимости от гео политических границ, и иметь, прежде всего, характерные кли матические особенности циркуляции воздушных потоков. Со временные индикационные методы характеризуются система тическим отбором информации об пространственно-временных экологических процессах накопления загрязнителей на иссле дуемых территориях[1]. Накопление больших объемов данных требует их систематизации, оценки закономерностей изменения изучаемых явлений в окружающей среде и, в конечном итоге, со здания модели развития открытой самоорганизующейся систе мы.

Территория Калининградской области, находясь под посто янным влиянием вод Балтийского моря с запада, обладает харак терным климатом, что представляет особый интерес для изуче ния атмосферных выпадений тяжелых металлов (ТМ). Накопле ние информации об осаждении ТМ на территории области по средством отбора проб индикационным методом является пер вым этапом в создании модели распределения ТМ на террито рии региона[2]. Разработка концептуальной базы данных явля ется следующим этапом – систематизацией накапливаемой ин формации с целью последующей оценки изменения и развития процесса осаждения и накопления загрязнителя.

На этапе систематизации необходимо определить структуру и состав хранимых данных об осаждении ТМ за несколько лет.

Необходимо учесть, что возможные модификации представля емой базы данных могут повлиять на эффективность отбора и организации необходимых компонентов базы данных. Так, год отбора проб может представлять некоторое множество значений содержания во мхах ТМ в любой точке территории области. В то же время, группа точек отбора проб за исследуемый год может быть представлена в виде отдельного участка с определенным диапазоном значений загрязнения (рис. 1.).

Такое представление собранной за несколько лет информа ции является абстрактной моделью концептуальной базы дан ных атмосферных выпадений ТМ, которая может быть отображе на на картографическом материале. Возникает некоторая основа, которая предопределяет, какие компоненты процесса переноса и выпадения ТМ на территории Калининградской области глав ным образом влияют на осаждение ТМ. При сравнении получен Рис. 1. Модификации представления данных.

ной ситуации осаждения ТМ по территории региона за отдель ный год с орографическими и климатическими особенностями территории области, обнаруживается закономерность между ни ми. Рельеф, направления ветровых потоков, осадки, источники эмиссии ТМ и др. – эти природные и антропогенные компонен ты вносят непосредственный вклад в распределение ТМ на тер ритории области и должны быть включены в базу данных.

Сравнительный анализ карт распределения ТМ показал, что на наветренных склонах невысоких возвышенностей наблюдает ся более интенсивное осаждение тяжелых металлов, в частности меди (рис. 2). В соответствии с общими циркуляционными усло виями в регионе в течение практически всего года вблизи зем ной поверхности преобладают западные, юго-западные и юж ные ветры с общей повторяемостью 35-70%[3]. Характер ветро Рис. 2. Формирование атмосферных выпадений меди под воздей ствием рельефа и ветрового переноса в 2005 г.

вого переноса влияет на распределение загрязняющих веществ по территории – в понижениях между крупными морфострук турами формируются «ветровые коридоры». Там же отмечаются максимальные атмосферные выпадения меди (более 3000 мкг/м ·год)[4].

На этапе систематизации данных для удобного пользования созданной концептуальной базой данных об осаждении ТМ воз можно ее сконструировать в ГИС-программе, либо с использо ванием профессиональных инструментов для оформления базы данных в отдельную программу. Программное обеспечение кон цептуальной базы данных осаждения ТМ – при активации от дельной точки на карте региона за отдельный год появится пе речень ее характеристик, включающий:

• географические координаты точки;

• количественное содержание ТМ (мкг/м2 ·год)/фоновое со держание ТМ (мкг/м2 ·год);

• характеристика рельефа;

• отдаленность от вод Балтийского моря;

• характеристика ветрового потока;

• количество осадков;

• характеристика промышленной нагрузки.

Список литературы 1. T. Berg and E. Steinnes. Use of mosses (Hylocomium splendens and Pleurozium schreberi) as biomonitors of heavy metal deposition:

from relative to absolute deposition values //Environmental Pollution, Vol. 98, No.1, 1997, P. 61-71.

2. Королева Ю.В., Пухлова И.А. Новые данные о биоконцентри ровании тяжелых металлов на территории Балтийского ре гиона // Вестник Российского государственного университета им. И Канта: Сер. Естественные науки.– Калининград: Изд-во РГУ им. И. Канта, 2012, C.99-107.

3. Баринова Г.М. Калининградская область. Климат. Калинин град: Янтарный сказ, 2002, 196 c.

4. Королева Ю.В., Баринова Г.М., Пухлова И.А. Использование ГИС технологий для оценки трансграничного переноса тя желых металлов. Мат-лы межд. конф. Интеркарто/ИнтерГИС 15, Устойчивое развитие территорий. Теория ГИС и практиче ский опыт. Пермь, 2009, C. 576-581.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОИНДИКАТОРОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ

СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ БАЙКАЛЬСКОЙ

ПРИРОДНОЙ ТЕРРИТОРИИ СТОЙКИМИ ОРГАНИЧЕСКИМИ

ЗАГРЯЗНИТЕЛЯМИ

Байкальский институт природопользования СО РАН Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 11-05-01069-а, № 12-05-31365 мол.а).

Байкальская природная территория (БПТ) располагается в южной части Восточной Сибири. В ее состав входят озеро Бай кал с островами, прилегающая к озеру водоохранная зона, водо сборная площадь в пределах территории Российской Федерации, а также особо охраняемые природные территории, расположен ные на берегах озера Байкал, и прилегающая к озеру территория шириной до 200 км на запад и северо-запад от него[1].

В последнее время в связи с проблемой загрязнения окру жающей природной среды продуктами техногенеза, объектом пристального внимания экологического мониторинга являются стойкие органические загрязнители (СОЗ), которые относятся к опасным экотоксикантам. СОЗ устойчивы по отношению к фо тохимическому, химическому, биологическому разложению, ха рактеризуются токсичностью и высокой степенью биоаккумуля ции в организмах. Наибольшую опасность среди СОЗ представ ляют высокотоксичные хлорорганические пестициды (ХОП), по лиароматические углеводороды (ПАУ) и полихлорированные би фенилы (ПХБ). В связи с этим, большое значение приобретают исследования, направленные на выявление современных уров ней загрязнения, закономерностей распределения и накопления СОЗ в водных экосистемах БПТ.

Двустворчатые моллюски являются широко используемыми и признанными биоиндикаторами для мониторинга СОЗ в при родных водах, поскольку обладают способностью к их аккуму ляции до высоких концентраций при фильтрации воды. Рыбы, как известно, распространены повсеместно и существуют прак тически во всех водоемах. Большинство видов рыб являются хо рошими аккумуляторами стойких и липофильных соединений и отражают уровни содержания СОЗ в экосистемах. Двустворча тый моллюск Colletopterum, щука Esox lucius и плотва Rutilus Rutilus впервые использованы в качестве универсальных биоиндикато ров загрязнения водных экосистем Байкальской природной тер ритории стойкими органическими загрязнителями. Исследова ние проводилось в дельте реки Селенги, заливе Черкалов сор и озере Гусиное, которое является вторым после Байкала по объему водной массы среди водоемов Забайкалья и основным источни ком хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения в Селенгинском районе республики Бурятия.

Исследована следующая биогеохимическая пищевая цепь:

поверхностная вода – донные отложения – зообентос (двуствор чатый моллюск) – ихтиофауна (рыбы). Для выявления уров ней загрязнения и аккумуляции СОЗ в качестве организмов биоиндикаторов использованы представители биоты с абсолют но различными видами метаболизма. Для установления законо мерностей поступления, распределения и аккумуляции СОЗ в двустворчатом моллюске в разных видах рыбы (плотва, щука) рассчитаны коэффициенты биоконцентрации (BCF) (биота-вода), сорбции (Koc) (донный осадок-вода) и биоаккумуляции (BSAF) (биота-донный осадок).

Содержание СОЗ в различных объектах окружающей среды определено методом хромато-масс-спектрометрии (газовый хро матограф Agilent Technologies (АТ) 6890N с масс-селективным де тектором AT 5975N и автосамплером AT 7683B) в режиме детек тирования по индивидуальным характеристичным ионам опре деляемых соединений.

Для моллюска значения BCF, BSAF, Koc составили 1500;

1;

(-ГХЦГ), 250;

н.о.;

7500 (-ГХЦГ), 3000;

н.о.;

13000 (-ГХЦГ), 400;

н.о.;

18000 (ГХБ), 43500;

50;

2000 (ДДТ), 4000;

4;

10500 (ПХБ), 400;

1;

1050 (ПАУ) соответственно. Для плотвы: 49500;

24;

2000 (-ГХЦГ), 22000;

2;

13000 (-ГХЦГ), 15000;

1;

18000 (ГХБ), 204500;

350;

(ДДТ), 33000;

30;

1050 (ПХБ), 400;

1;

1050 (ПАУ) соответственно.

Для щуки: 19000;

900;

2000 (-ГХЦГ), 10000;

1;

7500(-ГХЦГ), 12000;

1;

13000 (-ГХЦГ), 5500;

н.о.;

18000 (ГХБ), 82000;

260;

2000 (ДДТ), 71000;

70;

1000 (ПХБ), 900;

1;

1000 (ПАУ) (где н.о. – не определено).

По данным Агенства по охране окружающей среды США (U.S.

EPA), если коэффициенты биоконцентрации превышают 1000 и 5000, как в нашем случае, то полученные результаты указывают на высокий и чрезвычайно высокий потенциал бионакопления СОЗ в выбранных индикаторных видах соответственно и харак теризует их как перспективные биоиндикаторы[2].

В дельте реки Селенги изучена отдельная геохимическая и трофическая цепь: поверхностная вода – донные осадки – дву створчатый моллюск Colletopterum – плотва Rutilus – щука Esox lucius. Кроме факторов биоконцентрации, коэффициента сорб ции, факторов биоаккумуляции для данной цепи рассчитаны факторы биомагнификации (BMF) для двух трофических пози ций: моллюск – плотва и плотва – щука, представляющие из себя классические позиции «жертва» – «хищник». Как известно, фак тор биомагнификации является определяющим при оценке нега тивного влияния на живой организм в трофической цепи при переходе от низшего к высшему трофическому уровню, т.к. он определяет накопление вредных веществ в организме через пи щу, которую потребляет организм. Значения рассчитанных фак торов биомагнификации для трофических позиций моллюск – плотва и плотва – щука и составили 110;

1 (ГХЦГ), 370;

1 (ГХБ), 110;

3 (ДДТ), 120;

1 (ХОП), 80;

2 (ПХБ) и 10;

1 (ПАУ) соот ветственно. Согласно данным программы ООН по окружающей среде (UNEP) при BMF1 происходит передача вещества хищни ку более высокого уровня. Таким образом, для всех классов СОЗ установлена высокая аккумуляция СОЗ с коэффициентами, пре вышающими критические уровни[3].

Полученные результаты указывают на чрезвычайно высокий потенциал бионакопления СОЗ в печени плотвы и щуки. В соот ветствии c критериями U.S. EPA установлено, что значения, по лученные для ГХЦГ, ГХБ, ДДТ, ПХБ в печени рыб отвечают критерию чрезвычайно высокой биоаккумуляции, т.к. для них коэффициенты биоконцентрации превышают 5000. Коэффици енты биоаккумуляции ГХЦГ, ДДТ, ГХБ, ПХБ и ПАУ для дву створчатого моллюска достаточно высоки и свидетельствует о высокой биоаккумулятивной способности данного вида биоин дикатора к накоплению СОЗ.

Полученные результаты свидетельствуют о высокой биоак кумулятивной способности к накоплению СОЗ двустворчатым моллюском Colletopterum и чрезвычайно высокой биоаккумуля тивной способности плотвы Rutilus Rutilus и щуки Esox lucius. Та ким образом, выбранные индикаторные виды зарекомендовали себя перспективными биоиндикаторами накопления СОЗ в вод ных экосистемах на примере Байкальской природной террито рии.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 12 |
 




Похожие материалы:

«Е . С. У ланова, В. Н . Забелин М ЕТОДЫ КОРРЕЛЯЦИОННОГО И РЕГРЕССИОННОГО А Н А Л И ЗА В АГРОМ ЕТЕОРОЛОГИИ ЛЕНИНГРАД ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ 1990 УДК 630 : 551 + 551.509.314 Рецензент д-р физ.-мат. наук О. Д . Сиротенко П ервая часть книги содерж ит основы корреляционного и рег­ рессионного анализа. Рассмотрено применение статистических мето­ дов для нахож дения линейных и нелинейных связей. Д аны примеры расчета различных уравнений регрессии из агрометеорологии. Во второй части книги главное внимание ...»

«V bt J, / ' • r лАвНбЕ У П РА В Л Е Н И Е Г И Д Р О М Е Т Е О Р О Л О Г И Ч Е С К О Й С ЛУ Ж БЫ П Р И СОВЕТЕ М И Н И С ТРО В СССР Ц Е Н Т Р А Л Ь Н Ы Й И Н С Т И Т У Т П РО Г Н О З О В с. У Л А Н О В А Е. Применение математической статистики в агрометеорологии для нахождения уравнений связей сч БИБЛИОТЕК А Ленинградского Г идрометеоролог.ческого Ии^с,титута_ Г И Д РО М Е Т Е О РО Л О Г И Ч Е С К О Е И ЗД А Т Е Л Ь С Т В О (О Т Д Е Л Е Н И Е ) М осква — УДК 630:551.509. АННОТАЦИЯ В книге в ...»

«ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА РОССИИ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ГЛАВНАЯ ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ им. А. И. ВОЕЙКОВА Е. Н. Романова, Е. О. Гобарова, Е. Л. Жильцова МЕТОДЫ МЕЗО- И МИКРОКЛИМАТИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ОПТИМИЗАЦИИ РАЗМЕЩЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАСЧЕТА Санкт -Петербург ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ 2003 УДК 551.58 Данная книга посвящена методам мезо- и микроклиматического райониро вания на основе новых ...»

«В. Г. Бешенцев В. И. Завершинский Ю. Я. Козлов В. Г. Семенов А. В. Шалагин Именной справочник казаков Оренбургского казачьего войска, награжденных государственными наградами Российской империи Первый военный отдел Челябинск, 2012 Именной справочник казаков ОКВ, награжденных государственными наградами Российской империи. Первый отдел УДК 63.3 (2)-28-8Я2 ББК 94(47) (035) И51 На полях колхозных, после вспашки, На отвалах дёрна и земли, Мы частенько находили шашки И покорно в кузницу несли… Был ...»

«С.Н. ЛЯПУСТИН П.В. ФОМЕНКО А.Л. ВАЙСМАН Незаконный оборот видов диких животных и дикорастущих растений на Дальнем Востоке России Информационно-аналитический обзор Владивосток 2005 ББК 67.628.111.1(255) Л68 Оглавление Предисловие 5 Ляпустин С.Н., Фоменко П.В., Вайсман А.Л. Незаконный оборот животных и растений, попадающих под требова Л98 Незаконный оборот видов диких животных и дикорастущих расте- ния Международной конвенции по торговле видами фауны и флоры, ний на Дальнем Востоке России. ...»

«НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ ЛИТЕРАТУРА Серия Из истории мировой культуры Л. С. Ильинская ЛЕГЕНДЫ И АРХЕОЛОГИЯ Древнейшее Средиземноморье Ответственный редактор доктор исторических наук И. С. СВЕНЦИЦКАЯ МОСКВА НАУКА 1988 доктор исторических наук Л. П. МАРИНОВИЧ кандидат исторических наук Г. Т. ЗАЛЮБОВИНА Ильинская Л. С. И 46 Легенды и археология. Древнейшее Средиземно­ морье / М., 1988. 176 с. с пл. Серия Из истории мировой культуры. ISBN 5 -0 2 -0 0 8 9 9 1 -5 В книге рассказано не только о подвигах, ...»

«ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭТИКА Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ГОРНО-АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра геоэкологии и природопользования И. А. Ильиных Экологическая этика Учебное пособие Горно-Алтайск, 2009 2 Печатается по решению методического совета Горно-Алтайского госуниверситета ББК – 20.1+87.75 Авторский знак – И 46 Ильиных И.А. Экологическая этика : учебное пособие. – Горно-Алтайск : РИО ГАГУ, 2009. – ...»

«ЗАПОВЕДНИК ЯГОРЛЫК ПЛАН РЕКОНСТРУКЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ КАК ПУТЬ СОХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ Eco-TIRAS Дубоссары – 2011 ЗАПОВЕДНИК ЯГОРЛЫК ПЛАН РЕКОНСТРУКЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ КАК ПУТЬ СОХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ Eco-TIRAS Дубоссары – 2011 CZU: 502.7 З 33 Descrierea CIP a Camerei Naionale a Crii Заповедник Ягорлык. План реконструкции и управления как путь сохранения биологического разнообразия / Международная экол. ассоциация хранителей реки „Eco-TIRAS”. ; науч. ред. Г. А. Шабановa. ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УФИМСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР Институт геологии Башкирский государственный аграрный университет Р.Ф. Абдрахманов ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЯ БАШКОРТОСТАНА Уфа — 2005 УДК 556.3 (470.57) АБДРАХМАНОВ Р.Ф. ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЯ БАШКОРТОСТАНА. Уфа: Информреклама, 2005. 344 с. ISBN В монографии анализируются результаты эколого гидрогеологичес ких исследований, ориентированных на охрану и рациональное ис пользование подземных вод в районах деятельности нефтедобывающих, горнодобывающих, ...»

«Дуглас Адамс Путеводитель вольного путешественника по Галактике Книга V. В основном безобидны пер. Степан М. Печкин, 2008 Издание Трансперсонального Института Человека Печкина Mostly Harmless, © 1992 by Serious Productions Translation © Stepan M. Pechkin, 2008 (p) Pechkin Production Initiatives, 1998-2008 Редакция 4 дата печати 14.6.2010 (p) 1996 by Wings Books, a division of Random House Value Publishing, Inc., 201 East 50th St., by arrangement with Harmony Books, a division of Crown ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Костромской государственный технологический университет Костромское научное общество по изучению местного края В.В. Шутов, К.А. Миронов, М.М. Лапшин ГРИБЫ РУССКОГО ЛЕСА Кострома КГТУ 2011 2 УДК 630.28:631.82 Рецензенты: Филиал ФГУ ВНИИЛМ Центрально-Европейская лесная опытная станция; С.А. Бородий – доктор сельскохозяйственных наук, профессор, декан факультета агробизнеса Костромской государственной сельскохозяйственной академии Рекомендовано ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КОЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н. А. Аврорина О.Б. Гонтарь, В.К. Жиров, Л.А. Казаков, Е.А. Святковская, Н.Н. Тростенюк ЗЕЛЕНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО В ГОРОДАХ МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ АПАТИТЫ 2010 RUSSION ACADEMY OF SCIENCES KOLA SCIENCE CENTRE N.A. Avrorin’s Polar Alpine Botanical Garden and Institute O.B. Gontar, V.K. Zhirov, L.A. Kazakov, E. A. Svyatkovskaya, N.N. Trostenyuk GREEN BUILDING IN MURMANSK REGION Apatity Печатается по ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОТДЕЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК ГОРНЫЙ БОТАНИЧЕСКИЙ САД РОЛЬ БОТАНИЧЕСКИХ САДОВ В ИЗУЧЕНИИ И СОХРАНЕНИИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ ПРИРОДНОЙ И КУЛЬТУРНОЙ ФЛОРЫ Материалы Всероссийской научной конференции 1-5 октября 2013 г. Махачкала 2013 1 Материалы Всероссийской научной конференции УДК 58.006 Ответственный редактор: Садыкова Г.А. Материалы Всероссийской научной конференции Роль ботанических садов в изучении и сохранении генетических ресурсов природной и куль турной флоры, ...»

«Зоны, свободные от ГМО Экологический клуб Эремурус Альянс СНГ За биобезопасность Москва, 2007 Главный редактор: В.Б. Копейкина Авторы: В.Б. Копейкина (глава 1, 3, 4) А.Л. Кочинева (глава 1, 2, 4) Т.Ю. Саксина (глава 4) Перевод материалов: А.Л. Кочинева, Е.М. Крупеня, В.Б. Тихонов, Корректор: Т.Ю. Саксина Верстка и дизайн: Д.Н. Копейкин Фотографии: С. Чубаров, Yvonne Baskin Зоны, свободные от ГМО/Под ред. В.Б. Копейкиной. М. ГЕОС. 2007 – 106 с. В книге рассматриваются вопросы истории, ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО Тамбовский государственный технический университет В.П. КАПУСТИН, Ю.Е. ГЛАЗКОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ МАШИНЫ НАСТРОЙКА И РЕГУЛИРОВКА Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по агроинженерному образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению Агроинженерия Тамбов Издательство ТГТУ 2010 УДК 631.3.(075.8) ББК ПО 72-082я73-1 К207 Рецензенты: Доктор ...»

«Н.Ф. ГЛАДЫШЕВ, Т.В. ГЛАДЫШЕВА, Д.Г. ЛЕМЕШЕВА, Б.В. ПУТИН, С.Б. ПУТИН, С.И. ДВОРЕЦКИЙ ПЕРОКСИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ КАЛЬЦИЯ СИНТЕЗ • СВОЙСТВА • ПРИМЕНЕНИЕ Москва, 2013 1 УДК 546.41-39 ББК Г243 П27 Рецензенты: Доктор технических наук, профессор, заместитель директора по научной работе ИХФ РАН А.В. Рощин Доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой общей и неорганической химии ФГБОУ ВПО Воронежский государственный университет В.Н. Семенов Гладышев Н.Ф., Гладышева Т.В., Лемешева Д.Г., Путин ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Тихоокеанский государственный университет Дальневосточный государственный университет О. М. Морина, А.М. Дербенцева, В.А. Морин НАУКИ О ГЕОСФЕРАХ Учебное пособие Владивосток Издательство Дальневосточного университета 2008 2 УДК 551 (075) ББК 26 М 79 Научный редактор Л.Т. Крупская, д.б.н., профессор Рецензенты А.С. Федоровский, д.г.н., профессор В.И. Голов, д.б.н., гл. науч. сотрудник М 79 Морина О.М., ...»

«ГРАНТ БРФФИ БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ ОО БЕЛОРУССКОЕ ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОБЩЕСТВО БЕЛОРУССКИЙ РЕСПУБЛИКАНСКИЙ ФОНД ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЯ И ГЕОЭКОЛОГИИ (к 100-летию со дня рождения профессора В.А. Дементьева) МАТЕРИАЛЫ IV Международной научной конференции 14 – 17 октября 2008 г. Минск 2008 УДК 504 ББК 20.1 Т338 Редакционная коллегия: доктор географических наук, профессор И.И. Пирожник доктор географических наук, ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет Биолого-почвенный факультет Кафедра геоботаники и экологии растений РАЗВИТИЕ ГЕОБОТАНИКИ: ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ Материалы Всероссийской конференции, посвященной 80-летию кафедры геоботаники и экологии растений Санкт-Петербургского (Ленинградского) государственного университета и юбилейным датам ее преподавателей (Санкт-Петербург, 31 января – 2 февраля 2011 г.) Санкт-Петербург 2011 УДК 58.009 Развитие геоботаники: история и современность: сборник ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.