микробиологическая диагностика почв хвойных лесов
реклама
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ПОЧВ ХВОЙНЫХ ЛЕСОВ СЕВЕРА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ Тезисы Всероссийского совещания «Антропогенное воздействие на природу Севера и его экологические последствия» 1998 г. Загуральская Л.М. Институт леса Карельского НЦ РАН, ул..Пушкинская, 11, Петрозаводск, 185610, До настоящего времени практически не разработаны методы микробиологической диагностики почв в условиях антропогенного воздействия. Отсутствуют четкие принципы диагностики биологических свойств почвы и система биотестов для диагностики и индикации почвенных процессов. Нами сделана попытка микробиологической диагностики почв хвойных лесов Карелии и Мурманской области. В работе оцениваются негативные последствия сплошных механизированных рубок и аэротехногенных эмиссий на состояние педосферы. Сплошная рубка древостоя осуществлялась в сосняке воронично-брусничном многооперационной машиной ЛП-17, вызвавшей деформацию и частичное сдирание почвенного покрова. В деформированных почвах (подстилка перемешана) изменился состав биоредуцентов, снизился коэффициент биологической минерализации органического вещества. На минерализованных участках вырубки трофический состав микроорганизмов по отношению к контролю уменьшился в 5-25 раз. Дестабилизация микробного сообщества коснулась только снижения численности отдельных компонент без потери крупных таксонов и групп. Буквенно-числовая формула (включает начальные буквы трофической группы и цифры, оценивающие уровень их численности в баллах) Ам 3 Ум4 Олт4 Ак4 Цр1 М3 в ненарушенном насаждении на варианте “минерализованная поверхность” приобрела вид Ам2 Ум2 Олт2 Ак1 Цр1 М1 , характерный для процесса подзолообразования. Но здесь складывается относительно благоприятный азотный режим благодаря высокой скорости ферментативного расщепления и мобилизации азотсодержащих соединений. Достоверность выбранных параметров и оценки уровня антропогенной нагрузки проверена с помощью показателей обобщенной и индивидуальной желательностей (Максимов, 1977). Сопоставление оценок желательности для микроорганизмов и ферментов в естественном и нарушенном насаждениях показывает, что изменение всей шкалы на 60-80% (“минерализованная поверхность”) является свидетельством существенного сдвига в нормальном функционировании экосистемы и невозможности быстрого возврата в исходное состояние. Влияние промышленных выбросов на биологические свойства почв изучалось в окрестностях Костомукшского ГОКа (сосняки черничные) и медно-никелевого комбината “Североникель” (сосняки лишайниковые). В течение первых лет работы комбината зафиксирован устойчивый позитивный характер ответной реакции комплекса прокариотов, численность которых значительно превосходила природные флуктуации. Но уже через 5 лет началась внутрикомпонентная перегруппировка трофического состава, произошло упрощение структуры с преимущественным развитием морфологически однообразных форм микроорганизмов. Состояние микробного сообщества и ферментных систем лесных подстилок в зоне интенсивного загрязнения оценивается показателями обобщенной и индивидуальной желательностей как отличное (5 км) и хорошее (0,5 км), что согласуется с показателями концентрации тяжелых металлов (Лазарева и др., 1992) и свидетельствует о благополучии экосистемы. При хроническом загрязнении почв и большом накоплении техногенных продуктов за длительный период действия комбината “Североникель” реакция микробного сообщества идет по типу “зона репрессии” и охватывает преимущественно лесные подстилки. При удалении на 10 и 30 км от источника выбросов микронаселение подстилочного яруса уменьшается в 20-300 раз по сравнению с фоном, общая желательность микробного пула оказывается совершенно неприемлемой при переводе в оценочные баллы. Желательность состояния ферментных систем характеризует его как плохое и удовлетворительное. Функциональные отклики на техногенное возмущение почв свидетельствуют, что микробное сообщество не утратило способности к деструкции и трансформации растительного вещества. Таким образом, изучение негативных последствий разных уровней загрязнения почв на структуру микробных комплексов выявило целесообразность использования в качестве биотестов неспецифических реакций их численности, состава и активности, Ранние стадии накопления тяжелых металлов диагностируются стимуляцией микробиоты с одновременной перегруппировкой ее состава. При хроническом загрязнении рассмотрены показатели резкого падения численности микроорганизмов, перераспределения трофических групп по степени доминирования и снижения активности ферментов азотного обмена. Адекватные показатели получены с помощью балльной шкалы оценок желательности.
