Влияние градиента увлажнения на структуру сообществ раковинных амеб евтрофно-мезотрофного болота Пинчинское
|
Введение 3
1 Раковинные амебы болотных местообитаний, экология их сообществ и
индикаторная роль в палеоэкологическом исследовании 5
1.2 Экологические условия обитания раковинных амеб в почве, в торфе, на
растениях 8
1.3 Общая характеристика раковинных амеб (биология и морфология) 10
1.4 История развития и становления ризоподного анализа 16
2 Морфо-экологические группы раковинных амеб (как особенности среды
обитания влияют на морфологию) 18
3 Объекты и методы исследования 23
3.1 Физико-географическое описание района исследования (болотный
массив «Пинчинское») 23
3.2 Методический подход к отбору и пробоподготовке проб для
ризоподного анализа 25
Лабораторная пробоподготовка и микроскопирование 26
4 Влияние градиента увлажнения на структуру сообществ раковинных амеб
евтрофно-мезотрофного болота «Пинчинское» 28
4.1 Структура сообществ раковинных амеб в различных микроландшафтах евтрофно-мезотрофного болота «Пинчинское» . . . Ошибка!
Закладка не определена.
4.2. Динамика палеосообществ раковинных амеб и условий увлажнения в субатлантическом периоде на болоте «Пинчинское» 33
Выводы 41
Список использованных источников 43
1 Раковинные амебы болотных местообитаний, экология их сообществ и
индикаторная роль в палеоэкологическом исследовании 5
1.2 Экологические условия обитания раковинных амеб в почве, в торфе, на
растениях 8
1.3 Общая характеристика раковинных амеб (биология и морфология) 10
1.4 История развития и становления ризоподного анализа 16
2 Морфо-экологические группы раковинных амеб (как особенности среды
обитания влияют на морфологию) 18
3 Объекты и методы исследования 23
3.1 Физико-географическое описание района исследования (болотный
массив «Пинчинское») 23
3.2 Методический подход к отбору и пробоподготовке проб для
ризоподного анализа 25
Лабораторная пробоподготовка и микроскопирование 26
4 Влияние градиента увлажнения на структуру сообществ раковинных амеб
евтрофно-мезотрофного болота «Пинчинское» 28
4.1 Структура сообществ раковинных амеб в различных микроландшафтах евтрофно-мезотрофного болота «Пинчинское» . . . Ошибка!
Закладка не определена.
4.2. Динамика палеосообществ раковинных амеб и условий увлажнения в субатлантическом периоде на болоте «Пинчинское» 33
Выводы 41
Список использованных источников 43
Раковинные амебы (Amoebozoa et Rhizaria), или тестации, - одноклеточные организмы, широко распространенные по всему земному шару, являются элементом нанофауны почв и занимают важное место в трофических цепях в составе почвенной биоты, способствуя деструкции целлюлозы и лигнина, участвуя в высвобождении азота при разложении грибного мицелия, обеспечивая биогенную аккумуляцию элементов минерального питания растений и микроорганизмов; вносят существенный вклад в формирование минеральной части торфяных почв [1].
Специфической особенностью болотного населения раковинных амеб является характер их вертикального распределения. Тестацей населяют моховой ярус, верхний слой слаборазложившихся растительных остатков (очес) и в незначительной степени проникают в горизонт торфа. Таким образом, торфяная болотная почва еще не является действительной средой обитания в той мере, как это свойственно другим генетическим типам почв (например, подзолистым или болотно-подзолистым). Известно, что максимум разнообразия и численности раковинных амеб приходится на нижний слой живого сфагнового покрова горизонта очеса.
Микроорганизмы очень чуткие индикаторы, резко реагирующие на различные изменения в окружающей среде. Следствием этого является высокая динамичность микробиологических показателей не только в пространстве, но и во времени [2].
Почвенные беспозвоночные являются чуткими индикаторами общего режима влажности, который складывается в почве. Наиболее часто в почвенной биодиагностике используются раковинные амебы (тестации). Они легко определяются по строению раковин, которые хорошо сохраняются в почве. Характерной особенностью тестаций является наличие у многих видов экологических преферендумов по отношению к среде обитания.
Таким образом, раковинные амебы, благодаря широкому спектру морфо-экологических адаптации, осваивают всю гамму условий увлажнения, которые существуют на болотах. Изменения параметров водного режима вызывают перестройку в структуре населения раковинных амеб: видовом составе, численности, биомассе, характере доминирования таксонов и др. [3].
Раковинные амебы используются в палеоэкологических исследованиях для реконструкции водного режима болот в различных странах Северной Америки и Европы [3, 4]. Повышенное внимание к раковинным амебам обусловлено разработкой методов количественной экологии, позволяющих проводить реконструкцию условий среды на количественном уровне. В России исследования раковинных амеб болот проведены на качественном уровне, преимущественно в Европейской части, в пределах Западной Сибири, Якутии. На территории Красноярского края изучение раковинных амеб носит пионерный характер, исследования амеб в торфяных отложениях и в подстилках проводятся на кафедре экологии и природопользования СФУ с 2012 года.
Нами были изучены отложения болотного массива «Пинчинское» (Канская лесостепь), болотообразование которого датировано бореальным временем и на сегодняшний день является самой древней датой для лесостепи бассейна Енисея[49].
Цель исследования: изучить влияние градиента увлажнения на структуру сообществ раковинных амеб евтрофно-мезотрофного болота Пинчинское
Задачи: 1) установить закономерности современного распространения различных видов амеб относительно уровня болотных вод и определить оптимумы видов; 2) изучить видовой состав сообществ раковинных амеб в торфяных отложениях; 3) провести реконструкцию палеогидрологического режима болота Пинчинское по видовому составу и плотности сообществ раковинных амеб.
Специфической особенностью болотного населения раковинных амеб является характер их вертикального распределения. Тестацей населяют моховой ярус, верхний слой слаборазложившихся растительных остатков (очес) и в незначительной степени проникают в горизонт торфа. Таким образом, торфяная болотная почва еще не является действительной средой обитания в той мере, как это свойственно другим генетическим типам почв (например, подзолистым или болотно-подзолистым). Известно, что максимум разнообразия и численности раковинных амеб приходится на нижний слой живого сфагнового покрова горизонта очеса.
Микроорганизмы очень чуткие индикаторы, резко реагирующие на различные изменения в окружающей среде. Следствием этого является высокая динамичность микробиологических показателей не только в пространстве, но и во времени [2].
Почвенные беспозвоночные являются чуткими индикаторами общего режима влажности, который складывается в почве. Наиболее часто в почвенной биодиагностике используются раковинные амебы (тестации). Они легко определяются по строению раковин, которые хорошо сохраняются в почве. Характерной особенностью тестаций является наличие у многих видов экологических преферендумов по отношению к среде обитания.
Таким образом, раковинные амебы, благодаря широкому спектру морфо-экологических адаптации, осваивают всю гамму условий увлажнения, которые существуют на болотах. Изменения параметров водного режима вызывают перестройку в структуре населения раковинных амеб: видовом составе, численности, биомассе, характере доминирования таксонов и др. [3].
Раковинные амебы используются в палеоэкологических исследованиях для реконструкции водного режима болот в различных странах Северной Америки и Европы [3, 4]. Повышенное внимание к раковинным амебам обусловлено разработкой методов количественной экологии, позволяющих проводить реконструкцию условий среды на количественном уровне. В России исследования раковинных амеб болот проведены на качественном уровне, преимущественно в Европейской части, в пределах Западной Сибири, Якутии. На территории Красноярского края изучение раковинных амеб носит пионерный характер, исследования амеб в торфяных отложениях и в подстилках проводятся на кафедре экологии и природопользования СФУ с 2012 года.
Нами были изучены отложения болотного массива «Пинчинское» (Канская лесостепь), болотообразование которого датировано бореальным временем и на сегодняшний день является самой древней датой для лесостепи бассейна Енисея[49].
Цель исследования: изучить влияние градиента увлажнения на структуру сообществ раковинных амеб евтрофно-мезотрофного болота Пинчинское
Задачи: 1) установить закономерности современного распространения различных видов амеб относительно уровня болотных вод и определить оптимумы видов; 2) изучить видовой состав сообществ раковинных амеб в торфяных отложениях; 3) провести реконструкцию палеогидрологического режима болота Пинчинское по видовому составу и плотности сообществ раковинных амеб.
1. На болотном массиве «Пинчинское» в составе сообществ раковинных амеб преобладают ксерофильные виды (47%): Assulina muscorum, Trinema complanatum Penard, Corythion dubium, Cyclopyxis euristoma, Trinema penardi, преимущественно на положительных формах микрорельефа (кочках); и гигрофильные (33%): Centropyxis orbicularis, Arcella catinus, Cyclopyxis kahli, Difflugia geosphaerica, Euglipha rotunda, Tracheleuglipha dentata, Trinema lineare, Nebela militaris, Paraqudrula discoides, Heleopera sylvatica, Heleopera petricola, Trinema penardiana (отрицательные и промежуточные формы микрорельефа). Содоминирование ксерофильных и гидрофильных групп свидетельствует о значительном сезонном колебании уровней болотных вод, что может быть обусловлено нарастанием континентальности климата, отмечаемом за последние 400-200 лет в Южной Сибири
2. В палеосообществах на эвтрофной стадии развития болотного массива доминировали гидрофильные виды (Centropyxis, Cyclopyxis, Heleopera), для которых характерен оптимум уровня болотных вод от -10 до 19 см, начиная со второй половины позднесубатлантического периода (примерно 500-400 лет назад) при переходе болота на мезотрофную стадию в сообществах содоминируют ксерофильные виды, свидетельствующие о снижении уровня болотных вод до отметки 10-15 см.
3. Палеогидрологический режим евтрофно-мезотрофного болота
«Пинчинское» во второй половине субатлантического периода
характеризовался переменным увлажнением. Установлено, что максимальное значение уровня болотных вод составило -3 см примерно 600-500 лет назад (конец первой половины SA3), что согласуется кривой увлажнения по Л.Г. Раменскому (100 ступень, болотное увлажнение). Минимальный уровень болотных вод составил 17 см около 1650 лет назад и в настоящее время (сыро¬луговое увлажнение, 80 ступень).
4. Количественные характеристики условий увлажнения, полученные с помощью ризоподного анализа имеют некоторые различия с характеристикой гидрологического режима (кривая увлажнения по шкале Раменского), коэффициент корреляции 0,6. Обнаруженные противоречия, вероятнее всего, обусловлены значительным разрушение раковинок, судя по пониженной их плотности в нижних слоях отложений, это обусловливает небольшую погрешность расчетов УБВ, так как они выполнены по оптимумам всего 12 видов тестаций.
2. В палеосообществах на эвтрофной стадии развития болотного массива доминировали гидрофильные виды (Centropyxis, Cyclopyxis, Heleopera), для которых характерен оптимум уровня болотных вод от -10 до 19 см, начиная со второй половины позднесубатлантического периода (примерно 500-400 лет назад) при переходе болота на мезотрофную стадию в сообществах содоминируют ксерофильные виды, свидетельствующие о снижении уровня болотных вод до отметки 10-15 см.
3. Палеогидрологический режим евтрофно-мезотрофного болота
«Пинчинское» во второй половине субатлантического периода
характеризовался переменным увлажнением. Установлено, что максимальное значение уровня болотных вод составило -3 см примерно 600-500 лет назад (конец первой половины SA3), что согласуется кривой увлажнения по Л.Г. Раменскому (100 ступень, болотное увлажнение). Минимальный уровень болотных вод составил 17 см около 1650 лет назад и в настоящее время (сыро¬луговое увлажнение, 80 ступень).
4. Количественные характеристики условий увлажнения, полученные с помощью ризоподного анализа имеют некоторые различия с характеристикой гидрологического режима (кривая увлажнения по шкале Раменского), коэффициент корреляции 0,6. Обнаруженные противоречия, вероятнее всего, обусловлены значительным разрушение раковинок, судя по пониженной их плотности в нижних слоях отложений, это обусловливает небольшую погрешность расчетов УБВ, так как они выполнены по оптимумам всего 12 видов тестаций.