↑

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ БОЛОТНЫХ МИКРОБОЦЕНОЗОВНА ТЕРРИТОРИИ СРЕДНЕЙ СИБИРИ С. Н. Сырцов

Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, Красноярск, kaideil@list.ru

На основании полученных данных выявлены особенности функционирования микробных сообществ в разных типах болот Красноярского края.

Активность микробоценозов оценивалась классическими и респирометрическими (на основе СИД) характеристиками. Установлено, что несмотря на генетические различия все болота имели устойчивый экофизиологический статус.

В регионах Средней Сибири, с резко континентальным климатом и сильно расчлененным средне- и низкогорным рельефом, более 80 % территории приходится на леса, в то время как болотные ландшафты не имеют широкого распространения. Болота встречаются преимущественно в речных долинах и замкнутых понижениях, где избыточное увлажнение создается за счет скоплений поверхностной воды, а фильтрация ее в почву задерживается вследствие позднего оттаивания почв. Другой причиной заболачивания является сохранение многолетней мерзлоты под сфагновым покровом.

В болотоведческом отношении территория Средней Сибири изучена очень слабо. Известно, что торфообразование на междуречье началось в атлантическом периоде, когда наступило значительное потепление климата [1]. Вместе с повышением температуры начала таять вечная мерзлота, что привело к развитию термокарстовых явлений и появлению застойных, постепенно зарастающих водоемов, на месте которых образовались болота.

Микробные сообщества болот северной части Сибири регулярно подвергаются циклическим процессам замораживания-оттаивания и долгое время (более полугода) пребывают в замороженном состоянии. Однако в вегетационный период и в резко континентальном климате протекают активные микробиологические процессы: образуется значительное количество диоксида углерода в результате гетеротрофного и анаэробного разложения органического вещества, которое вовлекается в биогеохимический круговорот и поступает в атмосферу [2].

Целью данной работы являлась количественная и качественная оценка функциональной активности микробных сообществ различного типа болот Красноярского края. Исследованы микробные сообщества трех типов болот: олиготрофного и евтрофного, расположенных в районе с.Зотино, а также мезотрофного болота, расположенного в среднем течении р. Нижняя Тунгуска, в 35 км. от пос. Тура.

Микробиологическая активность опытных образцов определялась на основании установления: суммарной численности микроорганизмов классическими методами, микробной биомассы (БМ), интенсивности базального дыхания (БД) гетеротрофов, микробного метаболического коэффициента (qCO2), с использованием респирометрических методов (СИД), а также ферментативной активности торфяных почв.

Значения БМ в верховом болоте невелики во всех почвенных горизонтах (34,8259,89 мкг С/г почвы). С глубиной они не снижаются, и на 250 см значения биомассы сопоставимы с таковыми аэробного верхнего горизонта. Ранее установлено, что в деструкции органики на данных глубинах принимают активное участие как факультативноанаэробные бактерии, так и анаэробные формы [2]. Интенсивность БД существенно снижается с глубиной, что указывает на прекращение деятельности гетеротрофов и переход на другие механизмы разложения органики. Это подтверждается высокой общей численностью микроорганизмов в нижних горизонтах (до 4,55 млн. КОЕ/г). Значения qCO2 не превышают 1 (0,02-0,12) что указывает на его устойчивое состояние и стабильный экофизиологический статус. Олиготрофное болото отличалось от других меньшей каталазной активностью (0,051-0,13 мл КМпО4/г 20 мин); количественное повышение фермента наблюдалось до глубины 150 см, а на 200 см - резкое его снижение в 2 раза (табл.1).

В низинном болоте наиболее высокие значения БМ отмечены в поверхностном слое (168,46 мкг С/г почвы), на 50 см микробная биомасса снизилась до 37,91 мкг С/г почвы и далее, с увеличением глубины, практически не изменялась. Значения БД микроорганизмов коррелировали с величинами микробной биомассы (г = 0,4).

Максимальные значения дыхания отмечены в аэробной зоне (1,81 мкг С-СО2/г ч) и на глубине 200 см (1,32 мкг С-СО2/г ч). Среди функциональных групп микроорганизмов отмечено численное преимущество олиготрофного комплекса. Значения qCO2 также не превышали 1 (0,011-0,1), что свидетельствует об устойчивом состоянии микробного сообщества данного болота.

Значения активности каталазы составили от 0,054 до 0,11 мл КМпО4/г 20 мин (табл. 1).

Таблица 1

Микробиологические характеристики исследованных болотных экосистем

Тип болота	/>Глубина, см	Суммарная численность, млн КОЕ/г	КАА / МПА	Базальное дыхание С-СО2/г ч	Биомасса мкг С/г	qCO2	Активность каталазы, мл КМпО4/г 20 мин
Верховое	0	0,79	0,84	6,74	59,89	0,113	0,051192
	50	0,21	1,16	1,28	38,82	0,033	0,070152
	100	0,29	0,66	0,38	37,14	0,010	0,079632
	150	0,88	0,39	1,01	42,70	0,024	0,127664
	200	1,73	1,17	0,75	34,82	0,022	0,057512
	250	0,53	0,53	0,31	56,86	0,008	0,066992
	300	3,68	2,94	0,21	37,57	0,008	0,060672
	350	1,80	2,10	0,00	47,70	-	0,066992
	375	0,92	0,28	0,00	51,06	-	0,066992
	400	4,55	1,17	0,00	52,76	-	0,060672
Низинное	0	0,82	0,04	1,81	168,46	0,011	0,111232
	50	0,58	1,92	1,82	37,91	0,048	0,098592
	100	0,36	1,21	0,94	31,67	0,030	0,060672
	150	0,18	1,82	0,70	31,48	0,022	0,066992
	200	0,69	3,33	1,32	12,70	0,104	0,054352
	250	0,42	0,51	0,97	32,29	0,030	0,076472
	300	0,76	0,84	0,60	39,41	0,015	0,108072
	340	4,42	1,83	0,70	62,80	0,011	0,095432
Переходное	0-5	3,78	1,12	8,23	621,73	0,219	0,119922
	20-25	5,93	1,22	4,90	229,25	0,305	0,094642
	35-40	0,41	0,52	2,32	109,01	0,289	0,108072
	45-50	4,88	3,87	2,13	56,74	0,511	0,104912

В мезотрофном болоте микробиологическая активность снижалась с глубиной и становилась минимальной около мерзлоты. Отмечена высокая интенсивность дыхания (БД=2,13-8,23 С-СО2/г ч), коррелирующая с микробной биомассой (г=0,8).

Высокие значения БМ в верхних горизонтах свидетельствуют о высокой скорости деструкции органического вещества, несмотря на кислую реакцию среды. Суммарная численность экологотрофических групп микроорганизмов (ЭКТГМ) была выше в нижнем примерзлотном горизонте. Значения qCO2 в данном болоте также не превышали 1 (0,09-0,51), что свидетельствует об его экологической устойчивости (табл.1). Каталазная активность в мезо- трофном болоте мало изменялась в зависимости от глубины. Минимальное значение активности фермента составило 0,095 мл КМпО4/г 20 мин на глубине 20-25 см, максимальное - 0,12 мл КМпО4/г 20 мин - в поверхностном слое почвы (табл.1).

Литература Прокушкин С. Г., Абаимов А. П., Прокушкин А. С. Структурно-функциональные особенности лиственницы Гмелина в криолитозоне центральной Эвенкии. - Красноярск: Институт леса им. В. Н.Сукачева СО РАН, 2008. - 161 с. Гродницкая И. Д., Трусова М. Ю. Микробные сообщества и трансформация соединений углерода в болотных почвах таежной зоны (Томская область) // Почвоведение. - 2009. - № 9. - С. 1099-1107.

THE FUNCTIONAL CHARACTERISTICS OF THE BOG MICROBOCENOSIS

IN THE MIDDLE SIBERIA TERRITORY

S. N. Syrtsov

On the basis of the obtaining data it is educed characteristics of the microbial community functioning in the different types of Krasnoyarsk territory bogs. Activity of microbocenosis was estimated by the classic and respirometric (based by SIR) characteristics. It is fixed that in spite of genetic differences all bogs had the stable ecophysiological status.

УДК 624.131.276:577.118

<< | >>

↑

Источник: Л. И. Инишева. Болота и биосфера : материалы VII Всероссийской с международным участием научной школы. 2010

Еще по теме ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ БОЛОТНЫХ МИКРОБОЦЕНОЗОВНА ТЕРРИТОРИИ СРЕДНЕЙ СИБИРИ С. Н. Сырцов:

- Болотоведение - Метеорология и климатология - Научно-популярная история - Океанология (океанография) - Почвоведение -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -