Введение к работе
Актуальность исследования. Загрязнение почв нефтью обусловливает нарушение экологического равновесия, проявляющееся в изменении структуры почвенных микробоценозов, интенсивности и направленности почвообразовательных процессов. Для прогнозирования экологического состояния нарушенных ландшафтов необходима системная информация обо всех компонентах почвенной биоты, в частности, о специфике фототрофного микробного сообщества и микробиоты в целом (Ашихмина и др., 2006). Известно, что фототрофные микроорганизмы (водоросли и цианопрокариоты) и микроскопические грибы (микромицеты), занимающие полярное положение в трофических сетях, могут наиболее адекватно отражать своеобразие протекающих микробиологических процессов в почве и характеризуют её продукционный и деструкционный потенциал (Домрачева и др., 2006). В последние годы используются и разрабатываются методики биоиндикации почв по составу цианобактериально-водорослевых ценозов (ЦВЦ) (Домрачева, Дабах, 2004; Дубовик и др., 2005; Ашихмина и др., 2006; Домрачева и др., 2006; Дубовик и др., 2007; Киреева и др., 2009 и др.). Однако, исследований, в которых одновременно проводилось определение состояния цианобактериально-водорослевых ценозов и микромицетов, практически нет.
Использование микробных препаратов является одним из наиболее экономически и экологически целесообразных методов рекультивации нефтезагрязненных почв (Алехин и др., 1998; Габбасова, 2001; Лизунов, 2002; Sasek et al., 2003; van der Gast et al., 2003). При искусственном внедрении микробных комплексов в почвы, с таким многокомпонентным загрязнителем как нефть, всегда существует вероятность образования вторичных персистентных и токсичных соединений (Плешакова и др., 2007). Для испытания экологической безопасности микробных препаратов и для оценки эффективности биоаугментации необходимы критерии, которые позволили бы сравнивать разные почвы с различными концентрациями загрязнителей и разными методами рекультивации. В качестве таких критериев могут быть использованы качественная и количественная характеристики ЦВЦ и сообществ микромицетов.
Цель диссертационной работы - сравнить влияние нефтяного загрязнения и биопрепаратов на цианопрокариотно-водорослевые ценозы и сообщества микромицетов серой лесной почвы Республики Башкортостан и торфяно-глеевой почвы Республики Коми.
Основные задачи исследований:
Определить видовой состав цианопрокариотно-водорослевых ценозов серой лесной (Республика Башкортостан) и торфяно-глеевой (Республика Коми) почв, провести их таксономический и экологический анализ. Провести количественный учет цианопрокариот и водорослей сравниваемых почв.
Изучить влияние нефтяного загрязнения и биорекультивации на качественные и количественные параметры ЦВЦ серой лесной и торфяно-глеевой почв.
Изучить и сравнить структурные и количественные изменения в сообществе микроскопических грибов серой лесной почвы Республики Башкортостан и торфяно-глеевой почвы Республики Коми.
Показать изменения в сообществе почвенных микромицетов при нефтяном загрязнении и внесении различных биопрепаратов для рекультивации серой лесной и торфяно-глеевой почв.
Сравнить влияние нефтяного загрязнения и биорекультивации на ЦВЦ и сообщества микромицетов серой лесной и торфяно-глеевой почв на основе показателя биологической активности почвы (БАЛ).
Научная новизна работы. Впервые проведено детальное изучение влияния препаратов Ленойл, Азолен, Белвитамил, Универсал и Елена на показатели цианобактериально-водорослевых ценозов и сообществ микромицетов загрязненных нефтью серой лесной и торфяно-глеевой почв. Установлены сходные тенденции изменений автотрофного и гетеротрофного блоков почвенных микробных сообществ под влиянием этих факторов. Показана возможность использования количественной характеристики ЦВЦ и сообществ микромицетов для оценки эффективности рекультивационных мероприятий.
Практическая значимость. Данные о ЦВЦ и сообществах микромицетов в почвах, испытывающих влияние нефтяного загрязнения, могут быть использованы для организации биологического мониторинга и оценки эффективности биорекультивационных мероприятий, а также при изучении курсов систематики низших растений, экологии, почвенной альгологии, микологии,
микробиологии, биологии почв на биологических факультетах государственных и педагогических университетов.
Личное участие автора. Автором проведены аналитический обзор литературы, получена основная часть фактических данных и проведена их интерпретация, планирование экспериментов выполнено совместно с научными руководителями.
Обоснованность выводов и достоверность результатов работы обеспечены большим объемом лабораторных и полевых экспериментов и применением современных математических методов обработки полученных результатов.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на Международных и Всероссийских конференциях и съездах «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург, 2008); «Принципы и способы сохранения биоразнообразия» (Пущино, 2008); «Проблемы биоэкологии и пути их решения» (Саранск, 2008); «XII Съезд ВБО» (Петрозаводск, 2008); «Актуальные аспекты современной микробиологии» (Москва, 2008); «Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития» (Киров, 2008); «Проблемы современной альгологии» (Уфа, 2008); «Фундаментальные и прикладные исследования в биологии» (Донецк, 2009); «Проблемы экологии в современном мире» (Тамбов, 2009); «Экология биосистем: проблемы изучения индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2009); «Эколого-биологические проблемы Сибири и сопредельных территорий» (Нижневартовск, 2009); «Инновационные подходы к естественнонаучным исследованиям и образованию» (Казань, 2009); «Студент и наука» (Уфа, 2009); «Водоросли и цианобактерии в природных и сельскохозяйственных экосистемах» (Киров, 2010); «Проблемы и перспективы изучения естественных и антропогенных экосистем Урала и прилегающих регионов» (Стерлитамак, 2010); «Перспективы развития и проблемы современной ботаники» (Новосибирск, 2010; Казань, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 27 научных работ, в том числе 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 245 источников, в том числе 63 на иностранных языках, и приложения. Работа содержит 142 страницы текста, иллюстрирована 16 рисунками и включает 33 таблицы.
