Введение к работе
Актуальность темы. Организация сообществ почвенных водорослей
отражается разными признаками: видовым составом, пространственным
размещением, временным состоянием, ценотической позицией
водорослей, разнообразием взаимосвязей и связей с другими элементами
экосистемы и т.п. Возможно выделение разных уровней организации
сообществ почвенных водорослей как подсистемы экологических систем.
Почва является уникальным природным банком, определяющим
биологическое разнообразие водорослей, единицами которого являются
популяции, виды, сообщества, связанные с ландшафтными и
биогеографическими элементами территории. Пространственная
организация альгоценозов обусловлена внутриландшафтными
топографическими и антропогенными факторами, порождающими
гетерогенность почвенной среды, влиянием высших растений,
ценотическими взаимоотношениями. Сложная пространственная
организация является действенным механизмом адаптации зодорослей к экстремальным условиям в экосистемах (Пивоварова, 1991).
Пространственная организация фитоценотических систем изучена достаточно хорошо (Мазинг, 1969; Василевич, 1983; Работдов, 1983; Миркин, 1985; Маслов,1990; Миркии, Наумова, 1994, 1998 и др.). Однако в почвенной альгологии это направление исследований разработано крайне недостаточно. По этой причине анализ закономерностей распределения водорослей в различных масштабах просгранстна (от микромасштаба почвенных микрозон до мегамасштаба природных зон) весьма актуален. Его результаты будут иметь основополагающее значение в решении проблемы соотношения континуальности и дискретности альгосообществ, в раскрытии закономерностей формирования биоразнообразия водорослей и их функциональной роли в наземных экосистемах. Изучение неоднородности пространственной организации альгоценозов в разном масштабе имеет важное значениг в практике обследования земель, т. к. состав водорослей обладает высоким биоиндикационным потенциалом. Это позволяет по алыологическим данным определить микропестротность почвы, в частности по жизненным формам - неравномерность увлажнения или гидроморфности, по сходству состава водорослей - гомогенность пахотных почв.
Выявление характера распределения водорослей в почве позволяет получить информацию об их биологических особенностях, их связях с почвенной средой и ценотических взаимоотношениях, а также решать методические вопросы количественного и качественного у^ета.
Цели и задачи исследований. Целью настоящей работы является выявление основных закономерностей пространственной организации почвенных водорослей и обусловливающих ее факторов среды в разных масштабах - на микро-, мезо-, макро- и мегауровнях.
Поставленная цель потребовала решения следующих задач:
-
выявить закономерности изменения альгофлоры зональных почв степи и лесостепи в мегамасштабе по широтно-зональному градиенту и градиенту континентальное и в макромасштабе, маркируемом геоботаническими районами;
-
изучить закономерности изменения состава альгоценозов под влиянием местных факторов среды в мезомасштабе фитоценозов, выявить связь состава альгоценозов с нано-, микро- и мезорельефом;
-
изучить пространственное распределение популяций водорослей в микромасштабе почвенных микрозон фитоценоза и влияние на него факторов среды;
-
оценить роль взаимодействия почвенно-климатических, фитоценотических и антропогенных факторов в структурно-функциональной организации альгоценозов.
Научная новизна. Работа представляет собой обобщенный научный труд о помненных водорослях степной и лесостепной зон.
На основе принципа пространственного шкалирования экосистем дан систематический и экологический анализ разноуровневой структуры альгоценозов и связи с факторами среды;
выявлены закономерности клинального распределения альгоценозов и популяций водорослей вдоль почвенно-климатического и фитоценотичеекого градиентов;
показано сочетание дискретности и континуальности в распределении водорослей в разных масштабах пространства;
установлена связь мозаичности альгоценозов с характером растительности (составом, структурой, проективным покрытием, наличием "и мощностью подстилки), с фигогенными полями основных ценозообразозателей, установлено вертикальное распределение альгоценозов в различных условиях. Предмет зашиты.
-
В распределении почвенных водорослей проявляется единство дискретности и непрерывности, соотношение которых меняется в разных масштабах при различных факторах экологической среды.
-
В мега- и макромасштабах природных зон и геоботанических районов распределение популяций водорослей и альгоценозов
носит клинальный характер. В микро- и мезомас штабе
проявляется тенденция к формированию многовидовых
дискретных группировок, однако она полностью' не реализуется
ввиду наличия эврибионтных видов-убиквистов.
3. В агроэкосистемах нивелирование зональных особенностей
состава альгоценозов в микромасштабах сопровождается
повышением гетерогенности, формируется мсзаичность,
связанная с фитосредой культурных растений и с приемами
агротехники.
Практическая значимость работы. Полученные результаты могут
быть использованы при разработке хозяйственных мероприятии охраны и
рационального использования земель и повышения плодородия почв.
Выявленные структурные параметры альгоценозов естественных
экосистем, являющиеся фоновыми, и их антропогенная трансформация
имеют биоиндикационное значение для оценки современного состояния
наземных экосистем в зонах сельскохозяйственного производства н могут
быть использованы при биомониторинге окружающей среды.
Основные теоретические положения диссертации излагаются автором при чтении курса "Альгология" для студентов 3-4 курсов.
Апробация работы. Использованные методы изучения почвенных водорослей рекомендованы для студентов вузов и учащихся средней школы ((Кузяхметов, 1984, 1986, 1998), составлено учебное пособие "Краткий определитель водорослей Башкортостана" (Кузяхметов и др., 1996).
Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались: на международных конференциях: "Жизненные формы и стратегии организмов и их использование для био индикации состояния жизненной среды" (Чешске-Будеешще, 1989), "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды - ПООС-95" (Томск, 1995), "Экология окружающей среды" (Пермь, 1995), "Геоэкология в Урало-Каспийском регионе" (Уфа, 1996), "Актуальные проблемы современной альгологии" (Киев, 1999);
на съездах Русского (Всесоюзного) ботаничекого общества (Донецк, 1983; Алма-Ата, 1988; Санкт-Петербург, 1998); Всесоюзного общества почвоведов (Тбилиси, 1981; Новосибирск, 1989), Общества почвоведов РАН (Санкт-Петербург, 1996);
на всесоюзных и всероссийских конференциях и симпозиумах: Киров, 1977; Ижевск, 1981, 1988; Алма-Ата, 1982; Черкассы, 1987;Харку, 1988; Днепропетровск, 1991;
на региональных и республиканских конференциях: Тбилиси, 1983:, Уфа, 1983, 1984, 1985, 1986, 1987, 1989, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998; Свердловск, 1984, 1985, 1986, 1990; Казань, 1985; Бирс к. 1998;
на заседаниях альгологической секции Русского (Всесоюзного) ботанического об-ва (Ленинград, 1983, 1988, 1994, 1996). Публикации. По теме диссертации опубликовано 102 работы, в том
числе 14 статей в центральных журналах, из них 6 перепечатаны за
рубежом.
Объем и структура диссертации. Диссертация объемом 367 стр.
машинописного текста состоит из введения, 6 глав, заключения и выводов,
включает 64 таблицы, Зірисунок, список литературы из 480 наименований
и приложения