Введение к работе
Актуальность проблемы. Азот является одним из главных биогенных элементов, без которого невозможно существование жизни на Земле (Вернадский). Дефицит азота в биосфере в форме, доступной для живого вещества, обусловливает наличие глобального цикла превращений различных его форм. Круговорот соединений азота в верхней части литосферы {до горизонта грунтовых вод включительно) изучен достаточно хорошо. Считается, что азот, вынесенный из почвы в виде нитратов и органических соединений, может аккумулироваться в грунтовых водах, где часть его будет потеряна в результате процесса денитрификации, а остаток поступит в наземные водные экосистемы. Таким образом, нижнюю границу глобального биогеохимического цикла азота проводят по глубине залегания горизонта грунтовых вод, то есть на глубине нескольких метров от поверхности земли. В то же время известно о наличии микроорганизмов в горизонтах, расположенных ниже грунтовых вод. В последние 5-8 лет появились данные о наличии соединений азота и процессов их бактериального преобразования в глубоких водоносных горизонтах, расположенных в нескольких сотнях метров от поверхности земли. Однако, отсутствуют данные о поступлении соединений азота в водоносные горизонты, расположенные ниже грунтовых вод, на глубинах в несколько десятков метров. Отсутствуют данные как об общей бактериальной активности, так и об активности микроорганизмов отдельных физиологических групп цикла азота в этих горизонтах.
Целью настоящего- исследования было изучение бактериальных процессов биогеохимического цикла азота в подземных водах.
Основные задачи работы состояли в следующем:
-
Отработать методики исследования изучаемых объектов;
-
Изучить физиологические группы микроорганизмов цикла азота в разных гидрохимических типах подземных вод Пермского Прикамья;
-
Оценить бактериальную активность подземных вод верхней части литосферы.
Научная новизна работы. Впервые проведено систематическое сравнительное микробиологическое исследование подземных вод разного гидрохимического типа:
а) изучена общая бактериальная активность;
б) определена чиленность физиологических групп микроор
ганизмов, осуществляющих превращения соединений азота;
в) предложена схема функционирования бактериальных про
цессов цикла азота в разные сезоны года;
г) адаптирована методика радиоиэотопных исследований
применительно к изученным типам подземных вод.
Практическая значимость. Материалы диссертации могут быть использованы при чтении курса лекций по предмету "Биогеохимия". Кроме того научные выводы диссертации могут быть учтены при составлении баланса глобального биогеохимического цикла азота и для оценки роли подземной части биосферы в нем.
Публикации. Основные материалы работы опубликованы в 2 статьях (одна в печати) и 11 тезисах.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Межреспубликанском совещании "Проблемы региональной экологии" (Томск, 1992), Международной конференции по загрязнению окружающей среды, токсикологии и эпидемиологии (Москва-Пермь, 1993), Международном симпозиуме по подземной микробиологии (Великобритания, Бат, 1993), Международной конференции "Охраняемые природные
территории. Проблемы выявления, исследования и организации систем" (Пермь, 1994), Международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды" (Томск,1995), IV Конференции молодых ученых "Актуальные проблемы биологии" (Сыктывкар, 1996), Международной конференции "Перспективы развития естественных наук на Западном Урале" (Пермь, 1996), Международном симпозиуме по подземной микробиологии (Швейцария, Давос, 1996), Меяедународной конференции "Микробное разнообразие; состояние, стратегия сохранения, экологические проблемы" (Пермь, 1996).
В 1993 г. по теме "Изучение некоторых биологических процессов превращения соединений углерода и азота в подземных экосистемах" был выигран грант Специального фонда для выплаты персональных стипендий и грантов талантливым молодым ученым ( грант № Д 1.61 ).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на lor страницах машинописи и состоит из введения, обзора литературы (3 главы), описания объектов и методов исследований, результатов собственных исследований (3 главы) , обсуждения результатов, заключения и выводов. Работа иллюстрирована 14 таблицами и 12 рисунками. Список использованной литературы включает 316 наименований, из них 84 на русском языке.