Влияние абиотических факторов на продуктивность тростника Phragmites australis в озёрах юга Западной Сибири
Е.Ю. Зарубина
Раздел: Популяционная экология
В статье представлены результаты исследования фитомассы, высоты стеблей и плотности зарослей (травостоя) тростника обыкновенного Phragmites australis на юге Западной Сибири. Этот регион отличается редким сочетанием на сравнительно небольшом пространстве хлористых, сульфатных и содовых озёр. Будучи эврибионтом, тростник обладает высокой устойчивостью к засолению воды и грунтов, однако высокий уровень засоления негативно сказывается на его росте и развитии. Целью работы была оценка степени влияния абиотических факторов (рН, минерализация) на количественные характеристики тростника, растущего в водоёмах с различной степенью минерализации воды: от 0,005 до 387,6 г/л. Всего исследовано 59 пресных, солоноватоводных (олиго-, мезо- и полигалинных) и гипергалинных солёных водоёма, расположенных в различных природных зонах юга Западной Сибири: южной таёжной, лесной, лесостепной, степной и сухостепной. В результате проведённых исследований показано, что оптимальной для роста и развития тростника является минерализация воды от 0,5 до 5,0 г/л, при которой наблюдаются наибольшие значения биомассы и высоты растений. Отмечено, что с увеличением минерализации воды (выше 9 г/л при концентрации хлоридов выше 4000 мг/л) наблюдается значительное снижение фитомассы и высоты побегов при увеличении плотности травостоя. Для оценки зависимости фитомассы, высоты побегов и плотности травостоя от абиотических факторов построена модель на основе анализа избыточности (RDA) и проведён корреляционный анализ с учётом рН, солёности, ионов Ca2+, Na+, Mg2+, K+, HCO3-, Cl- и SO42-. Установлено, что в пресных озёрах лимитирующими факторами для плотности травостоя и образования фитомассы являются рН и жёсткость воды, определяемая Ca2+. В солоноватоводных мезо- и полигалинных и солёных гипергалинных водоёмах на фитомассу тростника влияет весь комплекс факторов, в то время как на высоту побегов – рН, хлориды и жёсткость воды, а на плотность травостоя – хлориды и сульфаты.
Ключевые слова: тростник, фитомасса, высота побега, плотность травостоя, солёность, рН
Статья опубликована в № 3 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-3-200-209
Просмотров: 4
Индивидуальная и географическая изменчивость шишек Picea obovata в российской части ареала в связи с количеством семян в них
П.П. Попов, М.Н. Казанцева, С.П. Арефьев
Раздел: Популяционная экология
Длина шишек Picea obovata Ledeb. тесно связана с количеством находящихся в них семян, что обусловливает важность полномасштабного изучения этого показателя. В ходе исследований, проведённых на всей российской части ареала вида от Мурманской области до Забайкалья и Якутии, установлено, что географическая изменчивость длины шишек на территории России относительно невелика (44–77 мм) и существенно уступает изменчивости индивидуальной (45–110 мм). Коэффициент вариации составляет, соответственно, 10 и 14%. В общей совокупности видов Picea abies (L.) H. Karst. и P. obovata, определяемой их сильной интрогрессивной гибридизацией, шишки P. obovata относятся к категории мелких и средних. Показано, что целесообразно выделение дополнительной категории очень мелких шишек. Установленные категории характеризуются следующей длиной: шишки очень мелкие 50 (54 мм и менее), мелкие 60 (55–64 мм) и средние 70 (65 мм и более). Ориентировочное число полных семян в них при хороших урожаях составляет, соответственно, 76 шт. (в экстремальных условиях Крайнего севера – менее), 78−92 и 94–108 шт. Эти цифры важны при оценках процессов возобновления еловых лесов. Географическое распределение средних показателей длины шишек на рассматриваемой территории выражено не очень чётко. Наиболее мелкие шишки характерны для популяций ели вдоль Северного полярного круга и в Заполярье, в популяциях южной части ареала они заметно крупнее. Большинство российских популяций P. obovata (примерно 2/3) имеют шишки длиной 65–70 мм. Содержание полных семян в шишках сравнительно невелико.
Ключевые слова: Picea obovata, видовой ареал, Россия, длина шишек, число семян в шишках
Статья опубликована в № 3 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-3-192-199
Просмотров: 3
Потенциал биоразложения пластика базидиальными грибами и актинобактериями (обзор)
И.Г. Широких, А.А. Широких
Раздел: Теоретические проблемы экологии
В условиях постоянно растущего производства и потребления пластмасс недостаточное управление пластиковыми отходами и их ненадлежащая утилизация представляют значительную угрозу для окружающей среды, оказывает влияние на все формы жизни, природные экосистемы и экономику во всём мире. В условиях этой угрозы поиск
альтернативных экологически безопасных решений, таких как биодеградация вместо традиционной утилизации, имеет первостепенное значение. Знания о механизмах и эффективности биодеградации пластмасс на сегодняшний день сфокусированы, в основном, на таких группах микроорганизмов, как грамотрицательные бактерии и грибы
аскомицеты. Целью данного обзора является анализ имеющихся в литературе представлений о потенциальной возможности разложения наиболее распространённых пластиковых отходов (полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полиэтилентерефталата, полиуретана и др.) в результате биотических процессов, осуществляемых двумя группами организмов, которые в технологиях переработки и утилизации синтетических пластиков до сих пор не нашли практического применения – базидиальными грибами и актинобактериями. Обсуждается способность конкретных представителей этих таксономических групп разлагать различные синтетические полимеры. Рассмотрены уникальные стратегии базидиальных грибов, включающие мощную ферментативную систему, способность к адсорбции и производству природных биосурфактантов – гидрофобинов, которые позволяют грибам использовать пластики в качестве источника углерода и энергии. Охарактеризован возможный вклад в основном термофильных представителей актинобактерий родов Thermobifida, Thermoactinomyces, Thermomonospora, Saccharomonospora, Actinomadura, Microbispora и Streptomyces в улучшение утилизации пластиковых отходов с целью создания эффективной и устойчивой практики обращения с пластмассами.
Ключевые слова: загрязнение, пластиковые отходы, биодеградация, микроорганизмы, ферментативные системы
Статья опубликована в № 2 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-2-006-021
Просмотров: 23
Получение гетерологичных продуцентов рамнолипидов для промышленного производства высокоэффективного биосурфактанта
М.Н. Барамзин, С.Г. Литвинец, Е.А. Мартинсон
Раздел: Ремедиация и рекультивация
Рамнолипиды – перспективные гликолипидные биосурфактанты микробного происхождения, которые можно использовать в качестве препаратов для биоремедиации почв в случаях загрязнения нефтепродуктами. Экспрессия
кластера генов биосинтеза рамнолипидов у основного продуцента – Pseudomonas aeruginosa – регулируется сигналами кворум-сенсинга (QS). Сложная регуляции биосинтеза не позволяет добиться высокого выхода продукта. Получение гетерологичных продуцентов рамнолипидов является перспективным путём по преодолению сложной QS-зависимой регуляции биосинтеза рамнолипидов, а также позволяет избежать применения условно-патогенной Pseudomonas aeruginosa для промышленного получения рамнолипидов. На основе плазмидного вектора pAl2–T с конструкцией из нативного промотора и генами rhlAB были получены гетерологичные продуценты на основе Escherichia coli BLWT с продуктивностью трансформанта E14 3,40±0,96 г/л; и на основе Pseudomonas viridiflava AlC1223 – с продуктивностью трансформантов P5, P6, P8 332,00±0,10, 200,00±0,10 и 180,00±0,10 г/л, соответственно. Наличие в экспрессирующем векторе генов rhlAB позволяет получить монорамнолипиды, пригодные для дальнейшего использования в качестве агента солюбилизации гидрофобных загрязняющих веществ, таких как нефтепродукты, в почвах, что позволит интенсифицировать процессы биоремедиации.
Побочные продукты животноводства (ППЖ) – навоз, навозные стоки (НС) – широко используются в качестве органических удобрений. Основным недостатком соответствующих удобрений является высокое содержание несвойственных незагрязнённым природным средам микроорганизмов (МО), включая патогенные. Используемые в настоящее время естественные методы обезвреживания ППЖ позволяют существенно снизить риски переноса патогенных и условно-патогенных МО в удобряемую почву, но не исключают их полностью. В рамках настоящей работы было изучено влияние долговременного (более 7 лет) внесения обезвреженной жидкой фракции (ЖФ) свиных НС и НС крупного рогатого скота (КРС) на химический состав и санитарно-гигиеническое состояние почвы пахотных полей и заросших лесом участков, расположенных на расстоянии 500 м от границ полей. Выполненные исследования показали, что длительное внесение ЖФ привело к увеличению содержания органического вещества, подвижного фосфора, калия и серы, повышению суммы поглощённых оснований, снижению обменной кислотности в пашне по сравнению с прилегающими лесными участками, однако санитарное состояние и пашни, и прилегающих территорий значительно ухудшилось. Во всех пробах почвы было выявлено существенное увеличение общего микробного числа (ОМЧ) по сравнению с нормативными показателями. Особенно высокие значения ОМЧ были установлены в почве, удобряемой ЖФ навоза КРС. Соответствующая почва характеризовалась самым высоким содержанием органического вещества и нейтральной реакцией среды, что обеспечивало благоприятные условия для активного развития сапрофитной микробиоты. Во всех отобранных образцах почвы выявлено свежее фекальное загрязнение. Почвы характеризуются как сильно загрязнённые. В соответствии с показателями индекса БГКП (бактерии группы кишечной палочки), энтерококков и Clostridium perfringens почвы всех обследованных участков относятся к умеренно опасным. Более высокие значения соответствующих индексов выявлены в пашне, удобряемой ЖФ свиных НС, и на прилегающих к пашням территориях. В процессе санитарно-бактериологических исследований яйца гельминтов в почве не были обнаружены.
Статья опубликована в № 2 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-2-201-210
Просмотров: 5
Некоторые закономерности накопления микроэлементов в листьях липы (Tilia cordata Mill.) и берёзы (Betula alba L.)
А.В. Горбунов, Д.Б. Петренко, А.А. Дронова
Раздел: Химия природных сред и объектов
Изучены закономерности фонового накопления микроэлементов в течение одного вегетационного сезона в листьях липы сердцевидной (Tilia cordata Mill.) и берёзы белой (Betula alba L.). Образцы отбирали на территории Главного Ботанического сада РАН в течение весенне-летне-осеннего сезона 2018 г. с одного и того же дерева с промежутком 10–12 дней, начиная с раскрытия почки (конец апреля) непосредственно вплоть до времени листопада (конец сентября – начало октября). Также отбирали образцы почвы в местах произрастания берёзы и липы. Анализ образцов осуществлялся в лаборатории химико-аналитических методов ГИН РАН при помощи комплекса аналитических методов, состоящего из рентгено-флуоресцентного анализа (РФА), инструментального нейтронно-активационного анализа (ИНАА) и атомно-абсорбционной спектрометрии холодного пара (АА). Показано, что концентрация микроэлементов в отобранных образцах почвы соответствует понятию «фоновых» содержаний. Первый тип – равномерное накопление микроэлементов с максимумом в конце сезона (Na, Ca, Cr, Fe, Co, Br, Sb, La). Второй тип распределения характеризуется максимумом концентрации микроэлементов в середине сезона с уменьшением концентрации к моменту листопада (K, As, Zn, Сd, Pb). Следует отметить, что диапазон изменения концентрации микроэлементов в течение сезона в обоих случаях может достигать 10–15 раз. Рекомендовано производить отбор образцов растительности (листьев) в максимально сжатые сроки в середине летнего сезона, в качестве «фоновых» желательно использовать образцы, отобранные в этих же временных рамках в этой же местности.
Ключевые слова: микроэлементы, накопление, вегетативные органы, высшие растения
Статья опубликована в № 2 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-2-063-071
Просмотров: 11
Исследование закономерностей изменения солевого состава буровых шламов в процессе их утилизации
Е.В. Гаевая, Л.В. Рудакова
Раздел: Ремедиация и рекультивация
Буровой шлам в естественном состоянии обладает вязко-пластичными свойствами, в сухом состоянии отличается слитностью и твёрдостью. Это обусловлено содержанием ионов натрия в поглощающем комплексе. Особенности физико-механических свойств бурового шлама указывают на способность его к поглощению и удерживанию растворённых солей. При внесении гипса в буровой шлам в разных процентных соотношениях от объёма отхода происходит изменение концентрации хлорид-иона во всех образцах, при этом наблюдается хлоридно-сульфатное засоление. Содержание сульфат-иона возрастает при минимальной объёмной доле внесения гипса. Внесение гипса в объёмной доле 15 и 20% влияет на снижение содержания фосфат- и карбонат-ионов. Изменение электропроводности свидетельствует об увеличении концентрации водорастворимых солей в водной вытяжке, что подтверждает прямая высокая корреляционная связь. При внесении гипса от 7–20% объёмных долей происходит существенное снижение плотного остатка. Использование гипса увеличивает фильтрационную способность бурового шлама. Применение гипса позволяет облегчить гранулометрический состав бурового шлама за счёт активной коагуляции коллоидов. В результате выноса водорастворимых солей создаются оптимальные водно-физические свойства буровых шламов, происходит оструктуривание и повышение фильтрационных свойств бурового шлама. Математическая модель прогноза растворения солей в буровом шламе позволяет учитывать неуправляемые факторы (плотность, гранулометрический состав, коэффициент фильтрации, содержание водорастворимых солей).
Ключевые слова: буровой шлам, солевой состав, коэффициент скорости растворения
Статья опубликована в № 2 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-2-125-134
Просмотров: 22
Влияние загрязнённой радионуклидами среды на сердечный ритм детей в современных условиях
Целью исследования явилось изучение особенностей вариабельности сердечного ритма у мальчиков и девочек 8-летнего и 10-летнего возраста, постоянно проживающих на территориях с повышенным уровнем радиоактивного загрязнения. Функции организма формируются при тесном взаимодействии организма и среды. Совершенствование
адаптивных реакций развивающегося организма происходит на каждом этапе онтогенеза по мере усложнения его контактов с окружающей средой. В ходе работы обнаружены особенности регуляции сердечного ритма в зависимости от района проживания. У девочек 8 лет и 10 лет из радиоэкологически благополучных районов усиливается вклад автономного контура регуляции сердечного ритма, что, исходя из принципа функционального антагонизма, приводит к ослаблению центрального контура регуляции. У 8-летних девочек из радиоэкологически неблагополучных районов градиент сдвига показателей выше по сравнению с 10-летними, что отражает большую чувствительность их организма к воздействию неблагоприятных факторов. У мальчиков 8 лет и 10 лет из радиоэкологически благополучных районов, как и у девочек, доминирует автономный контур регуляции. В отличие от девочек у мальчиков из радиоэкологически неблагополучных районов обнаружен дисбаланс в работе регуляторных механизмов с усилением центрального контура регуляции. Увеличение градиента сдвига изученных показателей у мальчиков из радиоэкологически неблагополучных регионов приходится на возраст 10 лет. По результатам исследования выявлены гендерные различия в регуляции сердечного ритма. Полученные данные являются важными диагностическими аспектами морфофункционального созревания организма для последующих этапов онтогенеза в зависимости от экологических условий проживания.
Статья опубликована в № 2 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-2-219-225
Просмотров: 3
Фотосинтетическая активность подроста хвойных в связи с промышленными рубками
В.В. Тужилкина
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
В статье рассматривается функционирование хвойного подроста предварительной и последующей генераций на вырубках в связи с промышленными рубками в подзоне средней тайги Республики Коми. Изучены пигментная деятельность, фотосинтетическая и дыхательная способности ассимиляционного аппарата подроста сосны (Pinus sylvestris L.) и ели (Picea obovata Ledeb.) на 3- и 10-летних вырубках после сплошнолесосечных рубок ельника и сосняка с помощью спектрофотометрического и газометрического методов. Выявлена функциональная перестройка пигментного аппарата у елового подроста предварительной генерации на вырубках. Хвоя приспосабливается к условиям среды на уровне пигментной системы путём изменения содержания и соотношения хлорофиллов и
каротиноидов. Изменения в пластидах у елового подроста на 3-летней вырубке происходили за счёт снижения концентрации хлорофиллов и каротиноидов, а на 10-летней вырубке – активизации синтеза пигментов, что влияет на усвоение углекислоты в хлоропластах. Показано, что ассимиляционный аппарат подроста ели на вырубках поглощает СО2 в 1,4 и 1,8 раза активнее, чем под пологом леса. Фотосинтетическая и дыхательная способности хвои елового подроста на вырубках не различаются, что свидетельствует о стабильном уровне важных процессов жизнедеятельности у подроста в течение десяти лет после рубки древостоя. Установлено, что хвоя подроста сосны и ели на вырубках способна поглощать СО2 с довольно высокой скоростью до 5,73 и 2,7 мкмоль СО2/(м2 · с) соответственно. Это способствует накоплению в ней ассимилятов и использованию их в процессах роста, а в итоге, увеличению продуктивности подроста на вырубках после сплошной рубки древостоя.
Статья опубликована в № 2 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-2-022-028
Просмотров: 16
Разнообразие сообществ почвенных диатомовых водорослей Государственного природного заказника «Фролихинский»
А.И. Фазлутдинова, Н.В. Суханова, Л.А. Гайсина
Раздел: Популяционная экология
Изучен видовой состав почвенных диатомовых водорослей Государственного природного заказника «Фролихинский». Флора диатомовых водорослей представлена 128 таксонами из 4 классов, 12 порядков, 23 семейств и 49 родов. Выявлены группы наиболее часто встречающихся видов, доминант и субдоминант. Разнообразие и обилие диатомовых водорослей, встреченных в почвах заказника, может быть охарактеризовано как высокое. Таксономическое богатство и разнообразие сообществ диатомовых водорослей исследованных участков существенно отличались друг от друга. Наибольшее разнообразие видов выявлено на участке возле реки Бирея (77), наименьшее – на перевале Баргузинского хребта (3). У большинства видов и внутривидовых таксонов диатомовых водорослей (97%), обнаруженных на территории заказника, показатель встречаемости варьировал от 10 до 40%. Показатель встречаемости выше 40% был отмечен только у четырёх таксонов, которые были выделены в ранг ведущих: Pinnularia borealis (80%), Adlafia bryophila (50%), Gomphonema parvulum (50%) и Planothidium lanceolatum (50%). Комплекс доминирующих видов был разнообразным и включал представителей 15 семейств. К доминантам относилось 36 видов и внутривидовых таксонов, к субдоминантам – 20 таксонов. Комплекс сопутствующих видов включал 6 таксонов, 67 таксонов встречались единично и эпизодически. Самую высокую встречаемость на всех участках имела Pinnularia borealis Ehrenberg. Высоким видовым разнообразием отличались семейства Fragilariaceae, Achnanthidiaceae, Naviculaceae, Ahnanthaceae, Gomphonemataceae, Cymbellaceae, Cocconeidaceae, Eunotiaceae, Pinnulariaceae, Bacillariaceae, Sellaphoraceae. Сравнение комплексов диатомовых водорослей разных участков на территории заказника выявило черты сходства и различия флористического разнообразия и таксономической структуры. Основными причинами таксономической неоднородности диатомовых комплексов в разных районах являются условия среды обитания, определяемые их расположением в пределах природного заказника. Наибольшее число видов было обнаружено на берегу водоёмов, характеризующихся высокой степенью увлажнения. Наименее обильно и разнообразно диатомовые водоросли были представлены на затенённых и недостаточно увлажнённых участках хвойного леса с обильным хвойным опадом и кислыми почвами.
ISSN 1995-4301
Выбор параметров просмотра
.jpg)
.jpg)
