Экологические аспекты эрозионных процессов - Танасиенко А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Неблагоприятные условия обитания микроорганизмов в данной овражной системе обусловлены также и аэрогенным загрязнением окружающей среды. Преобладание юго-западных ветров и наличие 4-х тепловых станций с наветренной стороны приводят к ежемесячному выбросу в атмосферу значительного количества оксидов азота и серы. Снежные хлопья и капли дождя способствуют транзиту этих соединений в почву в виде соединений серной и азотной кислот, что также ведет к дополнительному выщелачиванию важнейших биогенных элементов: углерода, кальция, магния, калия, их отчуждению из экосистемы. В такой обстановке гетеротрофное звено микроорганизмов реализует упрощенные механизмы трансформации органических соединений. Высвобождение углерода из растительного опада частично обеспечивают грибы, содержание которых, хотя и невысокое, но достаточно стабильное в разных элементах оврага.
Альго-бактериальные пейзажи в различных элементах овражной катены характеризуются высоким содержанием как нитчатых
68
цианобактерий и водорослей, так и одноклеточных зеленых и диатомовых водорослей. Интенсивное развитие диатомово-хлорококкового комплекса свидетельствует о вовлечении в биологические механизмы синтеза органического вещества первичных продуцентов с высокой скоростью размножения, колонизацией субстрата и пищевой ценностью, что важно для поддержания биологической активности.
Развитие диатомовых и зеленых водорослей очень важно в нескольких аспектах. Их трофическая значимость очень высокая. Диатомеи богаты жирами с высоким содержанием углерода - 76 - 79% (Colleyer, Fogg, 1955). Фракция “сырого жира”, включающая в себя собственно жиры, пигменты, эфирные масла и фосфолипиды, может достигать у диатомовых водорослей 20% сухой массы клеток и больше, например, у Navicula pelliculosa от 23 до 34%. Навикулоидные формы в почвах оврага выделялись большими и яркими хроматоформами, что подтверждает их активную жизнедеятельность. Известно, что подвижные формы, коими являются навикулы, характеризуются более интенсивным протеканием процесса фотосинтеза, нежели неподвижные формы (Tailing, 1955). Если принять во внимание тот факт, что усиление фотосинтеза наблюдается лишь в клетках с недоформированным панцирем кремнеземок, для построение которого необходимы соединения железа, алюминия, марганца
и, особенно, кремния, составляющего более 60% сухой массы клетки (Metha et al., 1961), можно предположить, что вынос биогенных элементов с твердой и жидкой составляющей стока разных по генезису вод с обрабатываемых полей в овражную систему задерживается диатомовым перехватом.
Вегетация диатомовых и зеленых водорослей представляет большую пищевую ценность из-за высокой калорийности содержимого клеток. Для зеленых водорослей она составляет 472, диатомовых - 525 кал/100 г органического вещества водорослей (Некрасова, Александрова, 1982). Одноклеточные зеленые водоросли поглощаются амебами с интервалом в 15 минут при быстром полном лизисе клеток (Nekrasova et al., 1976). Значительная часть органической массы диатомовых и зеленых водорослей включается в трофические цепи выедания простейшими и беспозвоночными животными и гумифицируется (Некрасова, Александрова, 1982).
В эколого-генетическом аспекте развитие диатомовых водорослей не случайно. Мелкие формы диатомовых водорослей более устойчивы по сравнению с крупными видами к частым и резким колебаниям почвенной влажности, способны передвигаться за счет внеклеточной слизи (Вопеу, 1981), и, как отмечает J.W.G. Lund (1945), могут легко использовать тонкие водные пленки. По наблюдениям Н.И. Усова (1943), диатомеи приурочены, в основном, к пылеватой фракции, которая в большом количестве отчуждается талыми и ливневыми водами. Пылеватая фракция обеспечивает необходимое для нормальной вегетации и репродукции диатомей присутствие кремния в среде обитания в количестве 30 мг/л. При снижении содержания кремния ниже 0,3 мг/л рост диатомей приостанавливается. У здоровых особей, например, у рода Navicula pelliculosa, морфогенез панциря занимает всего 2-3 часа (Sullivan, Volcani, 1981).
69
Рост нитчатых азотфиксирующих цианобактерий обусловлен подщелачиванием среды и привносом обменного кальция с пашни: вынос кальция из пахотного слоя агроэкосистем достигает 1/10 потери углерода. Поступление с талыми водами магния и натрия обеспечивает в бровке и бортах оврага достаточно ровное и высокое присутствие осциляториево-формидиумовой группы с суммарной протяженностью трихомов соответственно 19,9 и 14,7 см/г почвы.
В противоэрозионном отношении развитие нитчатых форм цианобактерий в сочетании с нитчатыми формами зеленых водорослей, слагающими в бровке оврага протяженность нити длиной 68 см/г почвы, положительно. Многократное опутывание частиц почвы трихомами и талломами этих организмов частично сдерживает распад водопрочных агрегатов.
В вершине оврага, загрязненной сточными водами из мусоросвалки, сообщество гетеротрофных микроорганизмов - бактерий и актиномицетов -развито слабо (см. табл. 5.6), что объясняется присутствием в сточных водах токсичных элементов. При этом резко снижается заспоренность грибами: снижение числа КОЕ на питательных средах на фоне возросших показателей протяженности грибного мицелия, рассчитанное методом прямого счета, может быть вызвано только подавлением продукции спор или снижением их жизнеспособности. Подобная реакция репродуктивной функции отмечена ранее при техногенном загрязнении (Кобзев, 1980) и означает повышенную толерантность гиф по сравнению со спорами к высоким концентрациям тяжелых металлов, промышленным загрязнителям (Безель и др., 1994).
