ВВЕДЕНИЕ 3
1.1. Общая характеристика фитолитов 5
1.2. Фитолитные спектры почв различных фитоценозов 17
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 24
2.1. Природные условия исследуемой территории 24
2.2. Методы исследования 33
ВЫВОДЫ 65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 66
Фитолиты - это разнообразные по форме частицы кремния в растениях, образующиеся в результате биоминерализации. Кремний является одним из важных компонентов живых организмов, практически все растения имеют тенденцию накапливать кремнезем.
Фитолитный анализ используется для решения вопросов происхождения и эволюции почвы, природно-географической среды прошлого, в судебно-медицинских исследованиях и в археологических реконструкциях. На сегодняшний день, благодаря фитолитам, можно провести реконструкцию исследуемой местности, идентифицировать растения через значительный промежуток времени и определить устойчивость растительного покрова к факторам окружающей среды.
Фитолитный спектр - это процентный состав морфологических форм фитолитов в полученных образцах, который дает более полную характеристику изменений природной среды при их сравнении (Соломонова, Силантьева, Кирюшин, 2015).
Актуальность темы. Получение данной информации связано с одной из актуальных проблем фитолитологии, выявлением специфики фитолитных спектров отдельных фитоценозов, определением их зависимости от эколого- ботанико-географических особенностей регионов и природных территорий.
Таким образом, актуальность исследования заключается не только в реконструкции горных и равнинных фитоценозов, но и возможность реконструкции климата по фитолитным спектрам, с использованием сравнительного анализа горных и равнинных сообществ.
Цель работы: сравнение фитолитных спектров равнинных и горных фитоценозов юга Западной Сибири.
Задачи:
1. Отобрать пробы рецентных почв горных и равнинных
травянистых и лесных фитоценозов.
2. Выделить фитолиты из почвенных проб, провести фотографирование, подсчет и составить фитолитные спектры.
3. Провести сравнительный анализ спектров равнинных и горных лесных фитоценозов.
4. Провести сравнительный анализ спектров равнинных и горных травянистых фитоценозов.
Научная новизна работы. В работе приводится сравнительный анализ фитолитных спектров равнинных и горных травянистых и лесных фитоценозов. Данный анализ был впервые проанализирован для территории юга Западной Сибири. На основе полученных данных были выявлены сходства и различия, а также отличительные особенности фитолитных спектров различных фитоценозов.
Практическое значение работы. Полученные в ходе исследования данные можно применять для палеоэкологической реконструкции лесных и степных фитоценозов на юге Западной Сибири.
Апробация научных результатов. Материалы выпускной квалификационной работы были апробированы в рамках VII Региональная молодежная конференция «Мой выбор - наука» (Барнаул, 2020).
Личный вклад. Автором самостоятельно проведены: микроскопическое исследование 24 проб 8 фитоценозов; анализ полученных данных; составление спектров и коллажей морфотипов фитолитов по каждому фитоценозу.
ВКР выполнена в рамках комплексного научного проекта «Фитолиты и микробиоморфные комплексы почв и фитоценозов».
1. Проанализированно 24 пробы из 8 фитоценозов. Из полученных проб были выделены 23 морфотипа фитолитов, произведен их подсчет по каждой почвенной пробе и составлены 8 спектров.
2. Общим для всех спектров является наличие длинных ребристых частиц; самым разнообразным и богатым по фитолитному составу является люцерно-полынно-типчаковая степь, сосняк подлесниково-осоково- орляковый и сосняк разнотравно-костянично-осоковый, скудный состав наблюдается в осоково-типчаково-ковыльной, овсецево-володушково- осочковой петрофитной луговой степи и костянично-осоково-вейниковом сосняке.
3. При сравнительном анализе было выявлено, что рассмотренные равнинные сообщества между собой, имеют сходство в фитолитном составе по длинным округлым частица, а горные сообщества по длинным ребристым частицам. Так же стоит отметить, что равнинные сообщества имеют большее сходство, чем горные.
4. Диагностическими формами травянистых сообществ можно назвать следующие морфотипы: в разнотравно-осочково-тырсоковыльной настоящей степи это двулопастные частицы Stipa-типа и пластинки неправильной формы; в люцерно-полынно-типчаковой степи - волнистые пластинки; в овсецево-володушково-осочковой петрофитной луговой степи - длинные волнистые частицы.
5. Диагностическими формами лесных сообществ можно назвать следующие морфотипы: в подлесниково-осоково-орляковом сосняке это глобулярные частицы; в разнотравно-костянично-осоковом сосняке - рондель с округлым основанием; в кислично-снытево-страусниковом сосняке - длинные перфорированные частицы; в костянично-осоково-вейниковом сосняке доминирование - килиевидный рондель с несколькими килями, которые в других фитоценозах не встречаются в роли доминантов.
1. Айлер Р. Химия кремнезема: пер с англ. Часть 1. - М.: Мир. - 1982. - С. 712.
2. Айлер Р. Химия кремнезема: пер с англ. Часть 2. - М.: Мир. - 1982. - С. 712.
3. Вандакурова Е.В. Растительность солонцово-солончакового комплекса Северной Кулунды, её состояние, пути рационального использования и улучшения // Растительность степной и лесостепной зон Западной Сибири. - Новосибирск, 1963. - С. 188-210.
4. Гаврилов Д.А., Лойко С.В. Фитолиты почв темнохвойных гемибореальных лесов юго-востока Западной Сибири // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата, 2016. - Т. 7. - № 1 (13). - С. 41-53.
5. География Алтайского края: учеб. пособие / АлтГУ, Геогр. фак. / Ю.В. Козырева, Н.В. Рыгалова. - Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2014. - 140 с.
6. Гольева А.А. Опыт применения фитолитного анализа в почвоведении // Почвоведение, 1995. - № 12. - С. 1-6.
7. Гольева А.А. Фитолиты и их информационная роль при исследовании природных и археологических объектов. - М.: Элиста, 2001. - 200 с.
8. Динесман А.Г., Кисилева Н.К., Князев А.В. История степных экосистем Монгольской Народной Республики // Фитолитный анализ зоогенных отложений и погребенных почв. - М.: Наука, 1989. - С. 15-36.
9. Колесников М.П. Формы кремния в растениях // Успехи биологической химии, 2001. - Т. 41. - С. 301-332.
10. Куминова А.В., Вагина Т.В., Лапшина Е.И. Геоботаническое районирование юго-востока Западно-Сибирской низменности // Растительность степной и лесостепной зон Западной Сибири. - Новосибирск, 1963. - С. 35-62.
11. Куминова А.В., Митрофанова А.В. Суходольные луга Приобья // Растительность степной и лесостепной зон Западной Сибири - Новосибирск, 1963. - С. 285-305.
12. Лада Н.Ю., Гаврилов Д.А. Анализ фитолитного состава основных растений степных экосистем Западной Сибири // Вестн. Томск. гос. ун-та. Биология, 2016. - № 34. - С. 53-68.
13. Мырлян Н., Медянник С. Использование фитолитов для палеореконструкций: определение, методы химической обработки и морфологическое разнообразие // Bulletinul Institutului de Geologie si seismologie al ASM, 2008. - № 2. - С. 39-47.
14. Основы фитолитного анализа: учебное пособие / Сост. Н.Ю. Сперанская, М.Ю. Соломонова, М.М. Силантьева, Т.В. Гальцова. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2013. - 76 с.
15. Пеньковская Е.Ф. Растительность поймы Оби // Растительность степной и лесостепной зон Западной Сибири, 1963. - Вып. 6. - С. 211-263.
16. Раковская Э.М., Давыдова М.И. Физическая география России: В 2 ч. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС. 2001. - 304 с.
17. Силантьева М.М., Митус А.А., Соломонова М.Ю., Сперанская Н.Ю. Диагностическая роль морфометрических параметров трапециевидных коротких частиц в фитолитном анализе степных сообществ Кулунды // Известия АлтГУ, 2014. - №3. - С. 75-79.
18. Силантьева М.М., Сперанская Н.Ю., Соломонова М.Ю. Реконструкция эволюции растительного покрова степного фитоценоза Кулунды // Вестник алтайской науки, 2014. - № 1 (19). - С. 198-203.
19. Скубневский В.А., Лбова Л.В. Томская область // Историческая энциклопедия Сибири. - Новосибирск: Издательский дом «Историческое наследие Сибири», 2009. - Т. 3. - С. 267-273.
20. Соколова Г.Г. Антропогенная трансформация растительности степной и лесостепной зон Алтайского края. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2003. - 155 с.
21. Соломонова М.Ю., Силантьева М.М., Сперанская Н.Ю. Реконструкция растительного покрова мест археологических работ: Новоильинка-3 и Нижняя Каянча (Алтайский край), Тыткескень-2 (Республика Алтай) // Приволжский научный вестник, 2013. - № 10 (26). - С. 10-16.
22. Соломонова М.Ю., Сперанская Н.Ю., Силантьева М.М., Митус А.А. Встречаемость фитолитов в форме трапециевидных коротких частиц у злаков различных эколого-ценотических групп юга Западной Сибири // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. Материалы XIV Международной научно-практической конференции (Барнаул, 25-29 мая 2015 г.). - Барнаул, Изд-во АлиГУ, 2015. - С. 295-300.
23. Соломонова М.Ю., Силантьева М.М., Сперанская Н.Ю. Первые результаты фитолитного анализа археологического объекта «Нижняя Каянча» (Алтайский край, Алтайский район) // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. Материалы XI Международной научно-практической конференции (Барнаул, 28-31 августа 2012 г.). - Барнаул, Изд-во Жерносенко С.С., 2012. - С. 174-176.
24. Соломонова М.Ю., Гребенникова А.Ю., Корниевская Т.В., Митус А.А. Первые результаты разработки рецентной основы для фитолитных палеоэкологических исследований Северной Кулунды // Приволжский научный вестник, 2016. - №11 (63). - С. 11-16.
25. Сперанская Н.Ю., Гребенникова А.Ю. Фитолитный анализ видов луговых степей и солонцово-солончаковых сообществ заказника «Озеро Большой Тассор» // Приволжский научный вестник, 2013. - № 6 (22). - С. 18¬21.
26. Сперанская Н.Ю., Соломонова М.Ю., Гейнрих Ю.В. Диагносттические формы фитолитов луговых и степных фитоценозов Алтайского края // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата, 2016. - Т. 7. - № 1 (13). - С. 148-154.
27. Сперанская Н.Ю., Соломонова М.Ю., Силантьева М.М. Трихомы и лопастные фитолиты растений как возможные индикаторы мезофильных сообществ при реконструкции растительности // Приволжский научный вестник, 2013. - № 11 (27). - С. 40-46.
28. Сперанская Н.Ю., Соломонова М.Ю., Силантьева М.М., Гальцова Т.В. Основы фитолитного анализа: Учеб. пособие. - Барнаул: Изд-во Алт. гос. ун-та, 2013. - 76 с.
29. Сперанская Н.Ю., Соломонова М.Ю., Силантьева М.М. Разнообразие фитолитов ковылей (Stipa) юга Западной Сибири // Известия АлтГУ, 2014. - Т. 1. - № 3 (83). - С. 89-94.
30. Харламова Н.Ф. Климат Алтайского региона: учебник - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2013. - 108 с.
31. Эсау К. Анатомия растений. - М.: Наука, 1969. - 585 с.
32. Blinnikov M.S. Phytoliths in plants and soils of the interior Pacific Northwest, USA // Review of Palaeobotany and Palynology, 2005. - № 135. - P. 71- 98.
33. Blinnikov M.S. Phytoliths in plants and soils of the interior Pacific Northwest, USA // Review of Palaeobotany and Palynology, 2005. - Vol. 135. - P. 71-98.
34. Blinnikov M.S., Bagent C.M., Reyerson P.E. Phytolith assemblages and opal concentrations from modern soils differentiate temperate grasslands of controlled composition on experimental plots at Cedar Creek, Minnesota // Quaternary International, 2013. - №. 287. - P. 101-113.
35. Blinnikov M.S., Busacca A., Whitlock C. A new 100,000-year phytolith record from the Columbia Basin, Washington, USA // Phytoliths: applications in earth sciences and human history / Meunier J.D., Colin F. (eds.) - Lisse; Balkema, 2001. - P. 27-55.
36. Carnelli A.L., Theurillat J.-P., Madella M. Phytolith types and type-frequencies in subalpine-alpine plant species of the European Alps//Review of Palaeobotany and Palynology, 2004. - №. 129. - Р. 39-65.
37. Fishkis O., Ingwersen J., Lamers M., Denysenko D., Streck T.. Phytolith transport in soil: a field study using fluorescent labelling // Geoderma, 2010. - № 157. - P. 27-36.
38. Hart D.M. Humphreys G.S. Phytolith depth functions in surface regolith materials // Roach IC, ed. Advances in Regolith. Canberra, 2003. № 5. - P. 159¬163.
39. Jones. R.L., Beavers A.H. Some mineralogical and chemical properties of plant opal // Soil Sci., 1963. - Vol. 96. - P. 375-379.
40. Lu H., Liu K-b (6). Morphological variations of lobate phytoliths from grasses in China and the south-eastern United States // Diversity and Distribution, 2003. - № 9. - P. 73-87.
41. Lu H., Liu K-b. Phytoliths of common grasses in the coastal environments of southeastern USA // Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2003. - Vol. 58. - P. 587-600.
42. Madella M., Alexandre A., Ball T. Internetional Code for Phytolith Nomenclature 1.0. // Annals of Botany, 2005. - № 96. - Р. 253-260.
43. Metcalfe C.R. Anatmry of Monocotyledons // Graminae. - Oxford: Claredon Press, 1960. - 731 pp.
44. Torn V.C. An annotated bibliography of phytolith analisis and atlas of selected New Zelend subsntarctic and subalpine phytoliths / Victoria University of Wellington, 2004. - № 29. - P 61-67.
45. Twiss P. C., Suess E., Smith R. M. Morphological Classification of Grass Phytoliths // Reprinted from the Soil Science Society of America Proceedings, 1969. - Vol. 33. - № 1. - P. 109-117.
46. Wallis L. An overview of leaf phytoloth production patterns in selected northwest Australian flora // Review of Palaebotany and Palynology, 2003. - № 125 (3-4). - P. 201-248.
47. Wang, Y. J., Lu, H. Y. The study of phytolith and its application (in Chinese). - Beijing: China Ocean Press, 1993. - 228 p.
48. Wilding L.P. Radiocarbon Dating of Biogenetic Opal // Science, 1967. - Vol. 156. - №3771. - P. 66-67.
ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕСУРСЫ
49. Информационный портал Алтая // Важнейшие типы почв. - Режим доступа: http://www.altai.tv/geo-id-22.html(дата обращения 02.02.19), свободный.
50. Информационный портал Алтая // Общая характеристика климата Алтайского края и Республики Алтай. - Режим доступа: http://www.altai.tv/geo-id-12.html(дата обращения 14.02.19), свободный.
51. Плантариум: определитель растений on-line [Электронный ресурс]// Режим доступа: http://www.plantarium.ru/(Дата обращения: 16.03.2019).
52. Республика Алтай // География и климат. - Режим доступа: http://www.altairsp.ru/geography/(дата обращения 5.03.2019), свободный.