МЭСК-2013

ОЦЕНКА ПОСТОЯНСТВА СООБЩЕСТВА АРХЕЙ В ТЕРМАЛЬНОЙ ПОДЗЕМНОЙ ВОДЕ ИЗ НЕФТЕПОИСКОВОЙ СКВАЖИНЫ

Ю. А. Франк, В. В. Широкова

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Уникальные свойства многих представителей домена Archaea объясняют их интенсивное изучение. Метаболические особенности и устойчивость к экстремальным факторам среды делают этих прокариот ценными агентами для разработки биотехнологических процессов и для применения в качестве источников лекарственных и косметических средств, пищевых добавок, молекулярных зондов, ферментов [1].

Археи составляют существенную долю мира прокариот и населяют различные местообитания. Представители наиболее изученной группы метаногенов, принадлежащих к Euryarchaeota, обитают в анаэробной среде, где отмечается недостаток сульфатов, окисленных металлов и нитратов [2]. В природных экосистемах археи сосуществуют с бактериями, формируя сообщества, равновесие которых существенно зависит от условий среды и действия абиотических факторов. В связи с этим важно проводить динамические наблюдения за микробными сообществами.

Целью работы была оценка постоянства состава доминирующих филотипов Archaea в воде глубинной нефтепоисковой скважины 3-Р (Парабельский район Томской области) в течение суток.

Основным методом исследования было разделение амплифицированных фрагментов гена 16S рРНК в денатурирующем химическом градиенте (ПЦР ДГГЭ). Первоначально провели амплификацию фрагментов гена 16S рРНК архей из тотальной ДНК прокариот методом «вложенной» ПЦР с парами праймеров 21F-958R и GC-Uni512F-Arch915R. Затем выполняли разделение фрагментов методом ДГГЭ и анализ последовательностей с использованием редактора BioEdit, баз данных GenBank и инструмента BLAST.

Определение доминирующих филотипов проводили, используя тотальную ДНК прокариот, полученную из воды скважины в четырех временных точках в течение суток с 28.09.2012 по 29.09.2012. Проводили физико-химические измерения в полевых условиях синхронно с отбором проб воды.

Физико-химические параметры воды и доминирующие филотипы архей воды скв. 3-Р

Температура воды колебалась в пределах 0.2ºС, а окислительно-восстановительный потенциал колебался от –272 мВ до –305 мВ. pH воды был слабощелочным (7,76) и не изменялся в течение суток. ДГГЭ-профили сообщества представителей Archaea в течение суток были идентичными (данные не показаны). В ходе анализа последовательностей 16S рРНК архей выявлено 5 доминирующих филотипов, относящихся к

Euryarchaeota и входящих в состав семейства Methanobacteriaceae.

Таким образом, доминирующая часть сообщества Archaea в термальной воде скв. 3-Р, представленная метаногенными формами, не подвержена изменению в течение суток. Физико-химические параметры воды были также довольно постоянными. Сравнивая полученные данные с результатами ранее проведенных исследований (Frank et al., 2010), можно сделать вывод о стабильности сообщества архей изученной экосистемы. Такое постоянство свидетельствует об уникальной приспособленности архей к экстремальным условиям в глубинных подземных пластах.

Исследование поддержано грантом РФФИ мол_а № 12-04-31370 и грантом Президента РФ МК-919.2013.4 (договор № 14.124.13.919 МК).

Литература

1. М. С. Alquéres, R. V. Almeida, M. M. Clementino, R. P. Vieira, W. I. Almeida, A. M. Cardoso, O. B. Martins. Exploring the biotechnological applications in the Archaeal domain // Brazilian Journal of Microbiology. –2007. – P. 398.

2.R. Hedderich, W. B. Whitman. Physiology and biochemistry of the methane-producing Archaea.

3.Prokaryotes – prokaryotic physiology and biochemistry. Eds. Rosenberg E. et al. – 2013. – P. 636.

4. Y. A. Frank, S. N. Gavrilov, A. L. Gerasimchuk, E. V. Komleva, A. V. Kopnova, M. V. Kazakovtseva, T. M. Tronova, D. Banks, E. A. Bonch-Osmolovskaya and O. V. Karnachuk. Seasonal variations of Bacteria and Archaea in the outflow of deep thermal hydrocarbon-bearing reservoir in Western Siberia, Russia // Extremophiles 2010 book of abstracts. – 2010. – P. 242.

Научный руководитель – канд. биол. наук, Ю. А. Франк

51

ФЛОРИСТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ВОДОЕМОВ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ (НА ПРИМЕРЕ г. УФЫ)

Э. С. Хаертдинова, А. А. Никитин

Уфимский государственный авиационный технический университет

При современных темпах урбанизации водоемы и водотоки подвергаются антропогенному загрязнению: физическому (тепловое, радиоактивное), химическому (сверхнормативное содержание поллютантов) и биологическому (поступление патогенных микроорганизмов, яиц гельминтов; гидрофлорное), что приводит к ухудшению их экологического состояния. Степень загрязнения водоемов урбанизированных территорий органическими веществами определяется сапробностью. В настоящее время для определения сапробности водоемов используются практически все группы водных организмов: планктонные и бентосные беспозвоночные, простейшие водоросли, макрофиты, бактерии и рыбы. Р. Кольквитц и М. Марссон в начале ХХ-го века разработали списки видов-индикаторов, характерных для каждой из зон сапробности, которые в

Город Уфа является типичным примером урбанизированной территории, характеризующейся интенсивным развитием промышленности, транспорта и ростом численности населения. Естественная гидрографическая сеть в пределах территории г. Уфа насчитывает порядка 90 водоемов естественного и искусственного происхождения. В качестве объектов исследования выбраны оз. Теплое и оз. Долгое.

Флористическое описание водоемов г. Уфа проводилось в естественных границах на наиболее однородных участках основных сообществ путем натурных исследований фитоценозов. В ходе флористического описания определялись состав и структура сообществ гелофитов, гидатофитов и плейстофитов. Ввиду небольших размеров водоемов г. Уфа (менее 1 км2) пробные площади и трансекты не закладывались. Для глазомерной оценки степени зарастания водоемов использовалась схема K. Starmach. При исследовании фитоценозов описывалось общее состояние фитоценоза, флористический состав, обилие видов по глазомерной шкале O. Drude, особенности размещения высшей водной растительности по площади водоема (равномерное, пятнами, полосами и т. д.) и жизненность видов по шкале А. Г. Воронова. Выявлялись индикаторные виды высшей водной растительности, включенные в систему Кольквитца – Марссона. Флористическое описание оз. Теплое и оз. Долгое проводилось в начале лета (15.06.2011, 27.06.2012 и 14.06.2011, 26.06.2012 соответственно) в период отбора проб воды.

Выявлено, что степень зарастания оз. Теплое и оз. Долгое по схеме Штармаха в 2011 и 2012 г. является равномерной и составляет 1 балл, т. е. 2 % от общей площади водоема. Зарастание водоема макрофитами – до 10 % от общей площади, неравномерного типа (разреженными группами). По результатам исследования 2011 – 2012 гг. флористический состав оз. Теплое включает 13 видов высших водных растений, принадлежащих к 11 семействам (Рдестовые, Роголистниковые, Водокрасовые, Рогозовые, Осоковые, Сусаковые, Ежеголовниковые, Злаки, Частуховые, Рясковые и Астровые); оз. Долгое - 11 видов высших водных растений, принадлежащих к 9 семействам (Водокрасовые, Рясковые, Рдестовые, Роголистниковые, Рогозовые, Осоковые, Частуховые, Сусаковые, Гречишные). В результате проведенного исследования сапробности воды оз. Теплое и оз. Долгое установлено, что индекс сапробности воды в водоеме в 2011 и 2012 г. равен 1,73 и 1,92 соответственно, т. е. вода в водоемах является β-мезосапробной (1,5…2,5).

Полученные результаты флористического описания оз. Теплое сравнивались с результатами описания оз. Долгое. Выявлено, что виды, произрастающие на обоих водоемах, отличаются фенологической фазой. В 2011 г. на оз. Долгое виды в основном находились в фазе бутонизации, а на оз. Теплое – в фазе цветения, что, по-видимому, связано с особым микроклиматом на оз. Теплое, обусловленным сбросом теплых вод Уфимской ТЭЦ-2. В 2012 г. наблюдается ускорение фенологических фаз на оз. Долгое, однако данное явление не наблюдается на оз. Теплое. Отсутствие изменений в фенологической фазе на оз. Теплое в 2012 г. по сравнению с 2011 г., по-видимому, обусловлено адаптацией растений к особому (теплому) микроклимату на водоеме из-за сбросов теплой воды Уфимской ТЭЦ-2. В итоге ранняя и теплая весна 2012 г. не оказала влияния на рост высшей водной растительности оз. Теплое, по сравнению с оз. Долгое.

Сообщества оз. Теплое и оз. Долгое отличаются качественным составом высшей водной растительностью. При этом выявлено, что в прибрежной зоне оз. Теплое произрастают индикаторные виды антропогенного воздействия, свидетельствующие о загрязнении водоема органическими веществами

(Ceratophyllum demersum L., Sagittaria sagittifolia L.) и азот- и фосфор содержащими (Hydrócharis mórsus- ránae). В прибрежной зоне оз. Долгое произрастают индикаторные виды антропогенного воздействия, свидетельствующие о загрязнении водоема органическими веществами (Ceratophyllum demersum L., Elodea Canadensis Michx, Stratiotes aloides L, Eleocharis palustris), азот- и фосфор содержащими и тяжелыми металлами (Alisma plantago-aquatica L.). В результате проведенного сравнения результатов флористического описания оз. Теплое и оз. Долгое выявлено, что для оз. Долгое характерно наибольшее число индикаторных видов антропогенного загрязнения по сравнению с оз. Теплое. По-видимому, это обусловлено тем, что оз. Долгое является более загрязненным органическими веществами, чем оз. Теплое.

Научные руководители – д-р техн. наук, проф. Н. Н. Красногорская, канд. геогр. наук, доцент А. Н. Елизарьев

52

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДОННЫХ СООБЩЕСТВ СРЕДНЕГО ТЕЧЕНИЯ р. ЕНИСЕЙ

Е. М. Семёнова

Сибирский федеральный университет, г. Красноярск Институт фундаментальной биологии и биотехнологии

Внастоящее время для получения информации о состоянии водной экосистемы используют биологические методы контроля. Биологические показатели являются общепризнанным элементом системы мониторинга загрязнения поверхностных вод и позволяют определить экологическое состояние водных объектов, а также оценить качество поверхностных вод как среды обитания организмов. Изучение донных сообществ реки Енисей имеет важное значение, так как бентос участвует в биотическом круговороте, участвует в самоочищении вод водотока и является важным объектом в питании рыб.

Вданной работе приведены материалы изучения зообентоса среднего течения Енисея, отобранные в апреле-октябре 2012 г. на четырех участках: Станция № 1 – в г. Дивногорск, 0,5 км ниже плотины ГЭС;

Станция № 2 – г. Красноярск, 2 км ниже пос. Слизнево; Станция № 3 – пос. Березовка, 15 км ниже г. Красноярска; Станция № 4 – пос. Есаулово, 35 км ниже г. Красноярска.

В составе донных беспозвоночных Енисея за исследованный период было зарегистрировано 41 вид и форма донных животных, в том числе отр. Diptera (двукрылые) – 20 видов, кл. Oligochaeta (малощетинковые черви) – 6 видов, кл. Crustacea (ракообразные) – 4 вида, отр. Trichoptera (ручейники) – 3 вида, отр. Ephemeroptera (поденки) и кл. Gastropoda (брюхоногие моллюски) – по 2 вида. Остальные группы зообентоса: отр. Plecoptera (веснянки), отр. Coleoptera (жесткокрылые), тип Nematoda (круглые черви), кл. Hirudinea (пиявки) – представлены единично.

Массовые виды были представлены амфиподами Eulimnogammarus viridis, Gmelinoides fasciatus, личинками хирономид Diamesa baicalensis, Orthocladius thienemanni, Prodiamesa olivacea и олигохетами Tubifex tubifex.

За весь период исследования средняя численность донных беспозвоночных по всему водотоку составила 1288±211 экз/м2; средняя биомасса бентофауны – 13,61±4,01 г/м2. Минимальные величины плотности зообентоса отмечены на станции № 2 (численность – 868±223 экз/м2, биомасса – 5,91±1,81 г/м2). Максимальные величины плотности зообентоса отмечены на станции № 4: средняя численность составила 1698±611 экз/м2, средняя биомасса – 20,48±6,71 г/м2.

Качество воды определялось с помощью биотического индекса (БИ) и индекса сапробности (S). За весь исследуемый период БИ (биотический индекс) варьировал в пределах от 3,88 до 4,37 балла, индекс сапробности варьировал в пределах от 1,72 до 2,30 баллов. Качество воды г. Красноярска оценено на уровне

III– IV классов качества, вода «загрязненная».

Вмежгодовой динамике зарегистрировано снижение количества видов почти в 2 раза во всех вышеперечисленных отрядах и классах в 2012 г., по сравнению с 2011 г, что возможно связано с повышением уровня воды в Енисее в период паводка в 2012 г. Численность и биомасса бентофауны по годам исследования варьировала незначительно.

Полученные в результате исследований данные свидетельствуют о стабильном развитии донных беспозвоночных Енисея.

Научное исследование поддержано проектом «Эколого-биофизические механизмы формирования качества продукции водных экосистем бассейна р. Енисей» в рамках Государственного задания МОН РФ.

Научный руководитель – канд. биол. наук С. П. Шулепина

53

МОНИТОРИНГ СООБЩЕСТВА ЭНДОПАРАЗИТОВ БРЮХОНОГИХ МОЛЛЮСКОВ НОВОСИБИРСКОГО АКАДЕМГОРОДКА

Д. В. Ким

Новосибирский национальный исследовательский государственный университет

Среди эндопаразитов часто регистрируют смену хозяев в цикле развития. Для многих эндопаразитов характерно наличие нескольких промежуточных хозяев. Одним из наиболее распространённых объектов в качестве промежуточного хозяина являются пресноводные моллюски (род Planorbis, род Succinea, род

Bithynia).

Цель – мониторинг структуры сообществ эндопаразитов брюхоногих моллюсков в искусственном пруду Центрального Сибирского Ботанического Сада (ЦСБС).

Исследование проводилось в течение летнего периода 2013 года. Ежемесячно осуществлялись количественные сборы пресноводных моллюсков литоральной зоны пруда на реке Зырянка на территории ЦСБС. Пробы отбирались гидробиологическим сачком на мягких грунтах и водных растениях. Также проводился осмотр вынимаемых камней, коряг и растений, потом с них пинцетом собирали моллюсков. Определение моллюсков до вида проводилось в камеральных условиях с использованием бинокулярного стереомикроскопа Zeiss Stemi-2000C и справочной литературы [2]. После описания видового состава доминирующего комплекса брюхоногих моллюсков каждую особь извлекали из раковины и помещали в физиологический раствор. Проводился осмотр моллюсков на наличие эндопаразитов внутри мантийной полости и во внутренних органах. Обнаруженные эндопаразиты фиксировались в 80 % этиловом спирте. Определение обнаруженных эндопаразитов проводилось с использованием справочной литературы [1].

Результаты. В ходе работы был определен видовой состав собранных моллюсков. Доминирующий по численности комплекс состоит из двух видов – Radix auricularia L. и Bithynia tentaculata L. В исследованных моллюсках паразиты были обнаружены только во внутренних тканях. Определен таксономический состав обнаруженных эндопаразитов – 2 таксона. Это представители типа Nematoda и Arthropoda. В случае с Nematoda требуется дальнейшее определение. А в отношении Arthropoda известно, что это представитель класса Insecta отряда Diptera и семейства Chironomidae. Был произведен анализ степени заражённости брюхоногих моллюсков эндопаразитами в течение трех летних месяцев.

Структура сообществ брюхоногих моллюсков и эндопаразитов пруда ЦСБС

В ходе работы в июне были обнаружены только паразиты семейства Chironomidae, в июле у моллюсков были найдены паразиты, относящиеся к типу Nematoda. В июньской пробе процент зараженных особей небольшой: Radix auricularia – 3,06 %, Bithynia tentaculata – 1,02 %. В июле степень заражённсти паразитами из семейства Chironomidae снизилась: Radix auricularia – 2,2 %, Bithynia tentaculata – 0 %. Заражённость паразитами, принадлежащими к типу Nematoda, в июле и августе оказалась значительной, но отличалась для выделенных видов моллюсков. Так, в июле: Bithynia tentaculata – 47,25 %; в августе Radix auricularia – 52,04 %. Также было обнаружен совместный паразитизм Chironomidae и Nematoda в июльской пробе у Radix auricularia – 11 %. Важно отметить, что в августовской пробе не обнаружены особи, зараженные

Chironomidae.

Литература

1.С. Я. Цалолихин. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Том 4.Высшие насекомые. Двукрылые. – Санкт-Петербург: Наука,2000. – 997 с.

2.В. И. Жадин. Моллюски пресноводных и солоноватых вод СССР. − Ленинград: АН СССР,1952. – 377с.

Научный руководитель – м.н.с. Н. С. Батурина

54

СУТОЧНАЯ ДИНАМИКА СТРУКТУРЫ ПРИБРЕЖНЫХ СКОПЛЕНИЙ ЛИЧИНОК МАССОВЫХ ВИДОВ РЫБ КРАСНОЯРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

И ЕЕ ЗАВИСИМОСТЬ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОДЫ

А. Е. Рудченко

Сибирский федеральный университет, г. Красноярск

Чувствительность и устойчивость рыб к температурному фактору неодинакова на различных этапах онтогенеза, причем наиболее уязвимыми являются рыбы именно на ранних стадиях онтогенеза. Антропогенное воздействие - изменение теплового режима вследствие зарегулирования стока водоема, резко ухудшает условия развития личинок рыб, а, следовательно, снижает урожайность рыб. Резкое, суточное снижение температуры воды даже на несколько градусов может вызвать массовую гибель личинок, а отклонение от оптимальной температуры ведет к угнетению физиологических процессов и появлению аномалий [1]. В водной среде, являющейся неоднородной по температурным показателям, рыбы способны избирать те условия, которые наиболее подходят для их текущего физиологического состояния. Это происходит благодаря терморегуляционному поведению, имеющему адаптивный характер, которое позволяет молоди рыб осуществлять поиск условий, оптимальных для роста, питания и развития [2].

Целью работы является установление связи между температурой воды в прибрежной зоне Красноярского водохранилища и суточной динамикой численности, видового и размерного состава скоплений личинок массовых видов рыб литорали Красноярского водохранилища.

Материал для исследования собран в конце июня – начале июля 2012 – 2013 года. Отлов личинок проводился на 4 станциях, расположенных в различных плесах водохранилища, температура воды измерялась на каждой станции до глубины 1,5 м. Личинки рыб фиксировались 4-ным водным раствором формальдегида и обрабатывались в лаборатории по стандартной методике [3].

В уловах 2012-2013 г. доминировали личинки 4 видов рыб: окунь – Perca fluviatilis Linnaeus, сибирская плотва – Rutillus rutilus lacustris Pallas, лещ – Abramis brama Linnaeus, язь – Leuciscus idus Linnaeus на стадиях развития B – D2. В течении суток на всех станциях наблюдалось увеличение численности личинок в прибрежных скоплениях в утренние часы (6 – 12 ч.). В дневные часы часть молоди уходила из прибрежной зоны, где наблюдались колебания температуры воды. С повышением температуры воды уменьшалась плотность скоплений личинок. Кроме того значительно повышался процент молоди на более поздних этапах развития (С2 - D2) и более крупных экземпляров. Выявлена отрицательная зависимость между значениями численности личинок и температурой воды. Обратная зависимость выявлена между длиной тела личинок и температурой воды.

Суточная динамика численности личинок также напрямую может зависеть от кормовых объектов и соответствовать динамике интенсивности питания личинок в течение суток. Однако исследования показали, что пики наиболее активного питания молоди не совпадают с пиками их наибольшей численности в прибрежных скоплениях.

Зависимость численности и длины личинок в прибрежных скоплениях от температуры воды и интенсивности питания.

Таким образом, можно предположить, что ответной реакцией на значительные колебания температуры в мелководных зонах водохранилища служит отход молоди на более глубокие или открытые участки водохранилища. В период наибольшего прогрева воды (с 12 до 21 ч.) в литоральной зоне встречаются личинки и ранние мальки более старших возрастных групп рыб, которые обладают лучшей способностью к терморегуляции.

Литература

1.В. И. Лукьяненко. Экологические аспекты ихтиотоксикологии. – М.:ВО "Агропромиздат", 1987. – 240 с.

2.В. К. Голованов, А. К. Смирнов. Особенности терморегуляционного поведения ранней молоди плотвы Rutilus rutilus в термоградиентных условиях// Вопросы ихтиологии – 2011. – Том 51. – № 4. – стр. 551 – 558.

3.А. П. Петлина, В. И. Романов. Изучение молоди пресноводных рыб Сибири. – Томск: Изд. Томск. ун-та., 2004. – 203 с.

Научный руководитель – канд. биол. наук, доцент С. М. Чупров

55

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЦЕНОЗА ПАРКА МУЗЕЯ-УСАДЬБЫ А. К. ТОЛСТОГО (БРЯНСКАЯ ОБЛАСТЬ)

М. Н. Клещевникова

Брянский государственный университет имени академика И. Г. Петровского

Для организации мониторинга и оптимизации ухода за сообществами старинных усадебных парков необходимы экологические исследования парковых ценозов и их экологическая паспортизация. В Брянской области зарегистрировано 22 усадебных комплекса, представляющих историко-культурный и научный интерес [4]. Музей-усадьба А. К. Толстого – памятник природы регионального значения, в котором сохранились остатки липовых аллей и боскетов как свидетели голландского стиля бывшего парка.

Цель работы – на основе обследования природного комплекса старинного усадебного парка А. К. Толстого представить его эколого-биологическую характеристику. В работе были использованы методики визуальной эстетической оценки древостоя, определения индекса состояния насаждений, рассчитывался коэффициент Жаккара для сравнения видового состава парка усадьбы А. К. Толстого и ранее изученных парковых комплексов [1-3].

Парк в усадьбе А. К. Толстого Красный Рог создавался в 19 веке на основе природных ландшафтов, при этом размещение интродуцентов гармонично вписывалось в состав элементов природных сообществ. В парке усадьбы в настоящее время не сохранилось участков естественных фитоценозов, однако прослеживается историческая планировка. По степени сохранности исследуемый парк отнесен нами к первой группе с сохраненными насаждениями и уходом за ними. На всей территории дендроценоз парка образован берёзой бородавчатой, вязом гладким, грушей домашней, дубом черешчатым, елью европейской, ивой козьей, ивой ломкой, клёном платанолистным, липой мелколистной, ольхой чёрной, тополем дрожащим, черёмухой обыкновенной, яблоней домашней, ясенем обыкновенным. Среди интродуцентов наиболее обычны клен ясенелистный, робиния псевдоакация, ясень пенсильванский, тополь белый.

Исследование парка показало следующее распределение деревьев по группам декоративности и санитарно-эстетического состояния. 15 % деревьев имели первый класс устойчивости (I), 65 % – второй класс устойчивости (II), остальные – принадлежат к третьему классу устойчивости (III). Эстетическая оценка, проведенная по трехбалльной системе, показала, что деревьев с высокими декоративными качествами, не требующих проведения санитарных мероприятий, оказалось 14 % (балл 1); деревьев средней декоративности – 85 % (балл 2), незначительное число деревьев имеет низкие декоративные качества (балл 3). Индекс средней категории состояния насаждений, который позволит прогнозировать возможность и целесообразность реконструкции, определить направление фитодизайна для ценоза парка – 5,3 (II класс, насаждения с нарушенной устойчивостью). Несмотря на серьёзное антропогенное вмешательство в экологические связи компонентов парка, он нуждаются в реконструкции и восстановлении. Такая реконструкция дендроценозов возможна, т. к. парк имеет II класс устойчивости насаждений, находится в состоянии динамического равновесия, адаптировался к условиям среды.

Коэффициенты сходства видового состава отражены в таблице.

Сходство видового состава парков Брянской области (по Жаккару)

Наибольшее видовое сходство в составе древесных и кустарниковых видов парка музея-усадьбы А. К. Толстого отмечено с парком с. Гринёво (усадьба графа Безбородко, Погарский район), что связано, прежде всего, с разными стратегиями в их озеленении, происхождении, размерах окультуренной парковой зоны.

Литература

1.Е. Г. Мозолевская. Некоторые понятия и показатели состояния насаждений для целей мониторинга // Экология, мониторинг и рациональное природопользование. – М.: МГУЛ, 2002. – Выпуск 318. – С. 5 – 12.

2.Свод памятников архитектуры и монументального искусства России. Брянская область. – М.: Наука,

1998 – С. 387 – 388.

Научный руководитель – д-р. с.-х. наук, доцент Л. Н. Анищенко.

56

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЦЕННЫХ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД НА ЛЕСНОМ УЧАСТКЕ КИРОВСКОГО ЛЕСНИЧЕСТВА ЧУВАШСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

В. Э. Марушева

Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола

Лесовосстановление осуществляется в целях восстановления вырубленных, погибших, поврежденных лесов. Оно должно обеспечивать восстановление лесных насаждений, сохранение биологического разнообразия лесов, сохранение полезных функций лесов.

Лесовосстановление осуществляется путем естественного, искусственного или комбинированного восстановления лесов.

Исследуемый участок находится в 76 квартале Кировского лесничества Ибресинского района Чувашской Республики.

Цель работы – восстановление вырубленных, погибших и поврежденных лесов.

Внашем методе предлагается естественное восстановление леса в 76 квартале Кировского лесничества Ибресинского района Чувашской республики.

Вцелях содействия естественному лесовосстановлению осуществлялись следующие мероприятия:

–сохранение возобновившегося под пологом лесных насаждений жизнеспособного поколения основных древесных пород, способных образовывать в данных природно-климатических условиях новые леса;

–применение видов и технологий рубок спелых и перестойных насаждений, направленных на обеспечение последующего возобновления леса;

–уход за подростом лесных насаждений ценных древесных пород на площадях, не покрытых лесной растительностью;

–минерализация поверхности почвы.

При проведении выборочных рубок учету и сохранению подлежал весь имеющийся под пологом леса подрост и молодняк, независимо от количества, степени жизнеспособности и характера размещения по площади.

Содействие естественному лесовосстановлению путем минерализации почвы проводилось на площадях, где имеются источники семян ценных древесных пород лесных насаждений.

Наилучший срок проведения минерализации поверхности почвы – до начала опадения семян лесных древесных растений.

Работы осуществлялись путем обработки почвы механическими и химическими средствами в зависимости от механического состава и влажности почвы, густоты и высоты травянистого покрова, мощности лесной подстилки, степени минерализации поверхности почвы, количества семенных деревьев и других условий участка.

Естественное лесовосстановление ценных лесных древесных пород

Учет эффективности мер содействия естественному лесовосстановлению проводится через два года после проделанной работы. Подводя итоги проделанной работы, можно подчеркнуть, что 76 квартал относится к землям, покрытым лесной растительностью, так как на исследуемой площади произошло эффективное естественное лесовостановление.

Научный руководитель – доцент, канд. техн. наук, Н. С. Иванова

57

ЦЕНОФОБНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ФИТОЦЕНОЗОВ г. УЛЬЯНОВСКА И ЕГО ОКРЕСТНОСТЕЙ

А. С. Ковыдин

Ульяновский государственный университет

Одной из важнейших экологических проблем в городе остаётся проблема зелёных массивов. Огромную роль в формировании флоры городов играют ценофобы – все виды интродуцентов, которые изначально не произрастали на данной территории. Данные растения в большинстве своём являются пыле- и газоустойчивыми, поэтому их часто можно встретить по обочинам дорог. Большой приток интродуцентов во флору города Ульяновска произошел в середине 1960-х гг. при создании новых и реконструкции существовавших парков и скверов. На данный момент видовой состав интродуцентов города Ульяновска и его окрестностей, а также перспективность использования данных экзотов для городских озеленительных работ изучены недостаточно. В связи с этим в 2012-2013 гг. были проведены флористические исследования, объектом изучения которых явились древесно-кустарниковые интродуценты, травянистые и дикорастущие (сорные) растения города Ульяновска и его окрестностей. Для полноты сведений, кроме собственных данных, полученных в ходе непосредственного обследования флоры, были использованы данные более ранних исследований, приведённые в литературных источниках[1], а также материалы рабочего совещания, посвящённого изучению флоры городов [2]. При изучении флоры применялась общепринятая методика геоботанических исследований.[3]

Было установлено, что ценофобный элемент фитоценозов г. Ульяновска представлен 807 видами. Основу составляют покрытосеменные растения, насчитывающие 780 видов (96,65 %). Больше всего на территории Ульяновска отмечено травянистых форм (596 видов – 63 % от всей флоры Ульяновска и окрестностей), самый высокий показатель среди них у терофитов – 268 видов, а у древесных форм, которые составили всего лишь 17,76 % от общего числа растений, такой показатель у мезофанерофитов – 75 видов. Исходя из проведённых исследований и с помощью литературных источников было также выявлено, что во флоре Ульяновска все 807 видов интродуцентов являются хозяйственно-полезными, в результате чего они были распределены в дальнейшем по 15 категориям их использования: декоративные, лекарственные, технические, мелиоративные, пищевые, съедобные, ядовитые, пряные, эфирномасличные, дубильные, красильные, культивируемые, кормовые, пробконосные, плетёночные. Наибольшей категорией, включающей, соответственно, наибольшее количество видов флоры, является группа декоративных растений – 545 видов (41,38 %). Это соответствует прямому назначению видов, используемых для озеленения города, парковых зон. Затем идут лекарственные – 274 вида; технические – 133 вида; пищевые – 114 видов; съедобные – 87, кормовое – 67 видов. Остальные категории включают 1 – 30 видов.

В процессе обследования накопленного опыта интродукции на территории Ульяновской области предстояло выявить состав пород, пригодных для непосредственного внедрения в уже существующие городские агроэкосистемы, а также других перспективных видов, требующих дополнительных испытаний. При глазомерной оценке по устойчивости к неблагоприятным факторам местного климата весь состав выявленных видов интродуцентов можно разделить на три группы перспективности: I – перспективные (побеги не повреждаются морозами и заморозками или слабо повреждаются, но восстанавливаются в следующем году); II – относительно перспективные (повреждается не только значительная часть годичных побегов, но и приросты за несколько лет); III – мало- и неперспективные.

Исходя из результатов обследования, 503 вида можно отнести к I-ой группе перспективности (61,21 %) и 295 видов – ко II-ой группе перспективности (38,79 %). Следовательно, подавляющее большинство используемых в данный момент видов являются пригодными для применения в озеленительной деятельности, более того, способны быстро расти, цвести и плодоносить в сложившихся условиях.

Но, к сожалению, среди ценофобов присутствуют нежелательные сорные виды, которые являются своего рода минами замедленного действия для растительных сообществ, для аборигенной флоры в целом. Общеизвестно, что появление инвазийных видов в естественных растительных сообществах довольно сложный процесс, обусловленный как наличием потенциальных инвазийных видов, так и состоянием самих фитоценозов. В большинстве случаев растительные сообщества ботанических садов города Ульяновска и его окрестностей в значительной мере деградированы. А деградация фитоценоза – это своеобразное приглашение для инорайонных видов войти в их состав. Но кроме непосредственного изучения ценофобного элемента флоры города, важным представляется изучение механизмов смен ценофобов, организация их в аналоги сукцессионных рядов, а также проблемы, связанные с видообразованием.

Литература:

1.В. В. Благовещенский Редкие и исчезающие растения Ульяновской области / В. В. Благовещенский, Н. С. Раков, В. С. Шустов. – Саратов: Приволжское книжное издательство,1989.

2.Н. С. Раков. Флора города Ульяновска и его окрестностей / Н. С. Раков. – Ульяновск: Корпорация технологий продвижения, 2003. – 216 с.

3.А. И. Толмачёв. Методы сравнительной флористики и проблемы флорогенеза. – Новосибирск: Наука,

1986. – 197 с.

Научный руководитель – д-р биол. наук, проф. В. М. Каменек

58

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОЦЕССОВ САМОЗАРАСТАНИЯ НА ОТВАЛАХ УГЛЕДОБЫЧИ ООО «СУЭК-ХАКАСИЯ», РАЗРЕЗ «ЧЕРНОГОРСКИЙ»

А. Е. Косова, Д. О. Неделина

Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова, г. Абакан

Актуальность работы определяется необходимостью изучения процессов самозарастания отвалов угледобычи для получения сведений о зональных закономерностях формирования растительного покрова на техногенных субстратах.

Цель работы – дать эколого-биологическую характеристику процессам самозарастания на отвалах угледобычи ООО «СУЭК-Хакасия», Разрез «Черногорский» и оценить степень восстановленности нарушенных земель

Объектом исследования являются отвалы угледобычи, различающиеся временем образования и формирующиеся в аридных условиях юга Средней Сибири.

Исследования проводились в летний период 2012 – 2013 гг.

Добыча угля на разрезе «Черногорский» осуществляется открытым способом. В процессе угледобычи на разрезе производят буровые, взрывные и вскрышные работы. В результате происходит нарушение земель и образование отвалов вскрышных пород. Согласно проектной документации, объем вскрыши в 2008 году составил 13 тыс. м3, однако к 2020 году планируется увеличение объёмов вскрыши до 30 тыс. м3. Это связано с поэтапным повышением производительности разреза, которая на данный период времени составляет 6 млн. тонн угля в год. К настоящему времени на предприятии были сформированы отвалы 80-х, 90-х, 2000-х и 2010-х гг. образования. Общая площадь нарушенных земель, которые должны быть рекультивированы, равна 2024 га, при этом 53 % от этой площади находится под естественным зарастанием.

Согласно фитоценологическим показателям естественное зарастание, связанное с формированием растительного покрова на склонах отвалов угледобычи разреза «Черногорский», наиболее интенсивно протекает на отвалах вскрыши, образованных в 80-е годы. Однако более молодые отвалы 90-е годов отличаются от них по данным показателям несущественно. Причиной является форма рельефа отвалов. Гребневидная форма рельефа, отмеченная на отвалах 90-х годов, является наиболее оптимальной для интенсификации процессов естественного зарастания. Гребневидная форма рельефа характеризуется наличием на поверхности отвалов впадин технологических гребней, обеспечивающих формирование очагов задержки влаги, что является необходимым фактором в аридных условиях юга Средней Сибири.

Характер естественного зарастания варьирует от экспозиции склона отвалов. Формирование растительности во всех случаях независимо от времени образования отвалов приурочено к склонам северной экспозиции. Южные склоны практически не имеют растительного покрова. Сукцессионный процесс, определяемый 30-летней динамикой, характеризуется сменой в фитоценозе преобладающих на начальном временном отрезке сорных видов растительности, таких как марь белая (Chenopodium album L.), осот полевой (Sonchus arvensis) и полынь обыкновенная (Artemísia vulgáris L.) видами растений естественной флоры. Это полынь Сиверса (Artemisia sieversiana Witld), солянка холмовая (Salsola collina

Pall.), ячмень гривастый (Hordeum jubatum L.) и вейник наземный (Calamagrostis epigeios).

Для оценки степени и характера восстановленности нарушенных земель угледобычи нами были определены коэффициент оригинальности видовой структуры растительных сообществ по Ю. А. Манаковым (2009) и интегральный показатель степени восстановления нарушенных земель для территории Азиатской России, предложенный Г. В. Малышевым (2000). В нашем случае величина коэффициента оригинальности видовой структуры растительных сообществ составила –11. Это свидетельствует о том, что большинство растений поселились на отвалах угледобычи ООО «СУЭК – Хакасия» Разрез «Черногорский» естественным путем в результате вселения на свободные площади с окружающих предприятие территорий.

Интегральный показатель, основанный на анализе рельефа отвалов, почвогрунтов и растительных сообществ равен –9,69. Данное значение соответствует классу перспективности восстановления земель и характеризует нарушенные земли как слабо восстанавливающиеся. Для данного класса перспективности восстановления земель рекомендуется проведение биологического этапа рекультивации или активизация процессов самозарастания.

Таким образом, процесс естественного зарастания отвалов угледобычи разреза «Черногорский» находится на промежуточном этапе, который характеризуется наличием в растительном покрове как сорных видов растений, так и растений естественной флоры. Основным фактором, обуславливающим интенсивность формирования растительного покрова, является форма рельефа отвалов, способная обеспечить удержание влаги. По совокупности определённых показателей нарушенные земли в процессе осуществления угледобычи характеризуются как слабо восстанавливающиеся и требуют рекультивации или активизации процессов самозарастания.

Литература

1.Ю. А. Манаков, Особенности формирования растительного покрова на старовозрастном отвале известняков и глин // Рекультивация нарушенных земель в Сибири. – Кемерово, 2009. – Вып. 4. – С. 44 – 50.

2.Г. В. Малышев. Растительный мир Азиатской России. – Новосибирск: изд.-во СО РАН, 2000. – 148 с.

Научный руководитель – канд. биол. наук, доцент О. Л. Захарова

59

ОЦЕНКА БИОИНДИКАЦИОННОЙ ИНФОРМАТИВНОСТИ СИСТЕМ (НА ПРИМЕРЕ ФЛОРЫ И ФАУНЫ)

А. В. Сенина

Брянский государственный университет имени академика И. Г. Петровского

Биоиндикационный метод исследований, широко использующийся о биомониторинге среды, имеет ряд преимуществ [1, 2, 3]. Однако биоиндикационные возможности биосистем еще не до конца установлены, отсутствует региональная система и «кадастр» биоиндикаторов, включена в государственный реестр (аттестована) только методика оценки стабильности развития видов [4]. Поэтому особенно важным представляется проведение широкомасштабных биоиндикационных исследований для дополнения системы биологического контроля сред обитания.

Цель исследований – выявление индикационной информативности различных видов при использовании методики оценки стабильности развития на примере Брянской области.

Достоверность полученных результатов обеспечена использованием современных методов статистического анализа с применением компьютерных программ (Microsoft Excel). В работе использовался биоиндикационный метод биомониторинга [3, 4].

Материал для исследования – листовые пластинки модельных видов растений и особи популяций травяных лягушек – собирался на территории крупного г. Брянска и малых городов Выгоничского, Дятьковсского, Трубчевского, Жирятинского районов Брянской области в 2007-2012 гг.

Анализ материалов показал, что экологическая ситуация в административных районах города Брянска по показателям стабильности развития Betula pendula, Populus tremula, Populus alba с 2007 по 2012 гг. является кризисной. Показатели флуктуирующей асимметрии в оценке отклонений состояния организмов видовиндикаторов от условной нормы выявили неблагоприятное состояние среды (5 баллов по шкале оценки). Для малых городов области все виды диагностировали незначительное отклонение состояния среды от нормы или благоприятное состояние (баллы 1, 2) за весь период наблюдения. У модельного вида Tilia cordata показатели флюктуирующей асимметрии листовых пластинок (стабильность развития) характеризуют устойчивое состояние среды (балл 1) на территории малых городов области, кризисное и предкризисное – в г. Брянске (баллы 4 и 5). Таким образом, виды древесных растений обладали различной индикаторной информативностью, выявленной по методике оценке стабильности развития.

Данные биоиндикационных исследований популяций Rana temporaria в городских лесах малых урбоэкосистем позволили рассчитать индекс морфометрической асимметрии (показатель стабильности развития): 2 балла (А/n от 0,503±0,16 до 0,505±0,13) – состояние среды слабо видоизменено. Показатели стабильности развития Rana temporaria в г. Брянске оценены в 4 балла (А/n = 0,61±0,24) – предкризисное состояние среды за весь период наблюдения. Следовательно, за относительно короткий промежуток времени антропогенное воздействие на урбоэкосистемы не вызывало изменений в общем состоянии среды. Биоиндикаторный вид Rana temporaria позволил провести дифференцированные оценки в биологическом контроле.

Итак, устойчивость компонентов биосферы зависит от их природы, а также от силы стрессовых воздействий. Все вышеприведенные факты, как литературные, так и полученные в природных исследованиях, доказательно иллюстрируют то, что живые организмы отвечают на все отклонения в условиях обитания изменениями значений коэффициента асимметрии анализируемых признаков. Соответственно, анализ изменения этого показателя может быть использован для оценки здоровья среды и проведения биологического мониторинга. Биоиндикаторная информативность общего состояния среды у видов различается. Наиболее информативны как биоиндикаторы при апробации методики оценки стабильности развития в Брянской области – Rana temporaria и Tilia cordata.

Литература

1.Ю. А. Афанасьев, С. А. Фомин. Мониторинг и методы контроля окружающей среды. Учебное пособие

вдвух частях. – М.: Изд-во МНЭПУ, 1998.

2.Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / Под ред Р. Шуберта. – М.: Мир, 1988. – 348 с.

3.В. М. Захаров. Анализ гомеореза как метод биомониторинга //Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем / В. М. Захаров – Л.: Гидрометеоиздат, 1985. Т. 7. – С.72 – 77.

4.В. М. Захаров. Здоровье среды: методики оценки. – М.: Центр экологической политики России. 2000. –

184 с.

Научный руководитель – д-р. с.-х. наук, доцент Л. Н. Анищенко

60