Комплексная экологическая оценка состояния почв рекреационных территорий

Размещено на http://www.allbest.ru

КОМПЛЕКСНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПОЧВ РЕКРЕАЦИОННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Фомина Н.В., Чижевская М.В.

Красноярский государственный

аграрный университет,

Красноярск, Россия

The research results of some soil ecological indicators in recreational zones of Krasnoyarsk are presented. It is established that for the majority of studied recreational sites low activity of soil oxidizing enzymes and low activity of destruction of cellulose ability are characteristic. In a range of vital forms of soil algas in city recreations the leading role belongs to C-and Ch-to the forms, being characterized by endurance to extreme conditions.

Урбосреда является совокупностью факторов, зачастую негативно воздействующих как на биоту в целом, так и на здоровье человека в частности. Для зон отдыха (рекреационных зон), расположенных в черте города, в основном характерно загрязнение почвы бытовым мусором, ее уплотнение, разлив топливных жидкостей, выжигание верхних почвенных слоев, регулярные земляные работы и т.д. (Алексеенко, 2006; Владимиров, 1999).

Оценка экологического состояния почв строится на совместном изучении показателей, характеризующих как почвенное плодородие (например ферментативная и целлюлозолитическая активность), так и ее загрязнение (альгофлора). Однако следует отметить, что почвенные ферменты также чутко реагируют на техногенное, химическое, сельскохозяйственное или другое загрязнение, поэтому относятся к интегральным экологическим критериям оценки состояния почв экосистем, в том числе и рекреационных зон (Вальков, 1999).

Соотношение жизненных форм почвенных водорослей, их видовой состав является важным критерием, характеризующим состояние почв: плодородие, физические и химические свойства, изменение режима увлажнения, метаморфозы, связанные с сельскохозяйственным использованием, различными техногенными загрязнениями, рекреационными нагрузками и т.д. (Костиков, 1991; Кабиров, 1995; Кузяхметов, 2006). экологический рекреационный почва

Целью настоящей работы явилась необходимость проведения комплексного экологического обследования почв рекреационных зон г. Красноярска и выявление изменений, происходящих в них под влиянием рекреационной нагрузки.

В качестве экологических показателей нами были изучены: активность ферментов из группы оксидаз, целлюлозолитическая активность и видовое разнообразие почвенных водорослей в качестве биотической составляющей.

Объектом исследования являлись городские парки и скверы, расположенные на территории города Красноярска. Все пробные площадки закладывались в идентичных условиях, а именно, в местах активного посещения людьми, непосредственно на дорожках, интенсивно вытаптываемых и с уплотненной почвой.

Каталазную активность почв можно рассматривать как показатель функциональной активности микрофлоры в различных экологических условиях. Анализируя полученные данные по каталазе, определили, что самые высокие значения окислительно-восстановительного фермента регистрировались в почве, отобранной в следующих вариантах: Гвардейский парк 2,2-2,6, Центральный парк 2,1-2,8 и О. Отдыха 1,5-2,8 мл КMnO4 на 1 г сух.почвы, что соответствует и высокой степени рекреационной нагрузки на данные участки. Средние значения, которые достоверно не различались, были установлены в сквере на пр. Свободный 2,1-2,4, на ул. Крупской 2,1-2,3, Дк 1 мая 2,2-2,3 и районе Ветлужанка 2,05-2,2 мл КMnO4 на 1 г сух.почвы соответственно.

Наиболее низкие значения каталазы определены лишь в двух опытных участках внутри рекреационной зоны на О. Татышева и Дендрарии 0,5-2,0 и 1,5-2,4 мл КMnO4 на 1 г сух.почвы.

Повышенная активность каталазы может свидетельствовать о высокой продукции перекиси водорода, являющейся токсичной для микроорганизмов и растений. Что подтверждает негативное влияние процесса вытаптывание на биохимические процессы и соответственно на общий уровень плодородия почвы. Следует отметить, что общие показатели по всем рекреационным зонам достоверно не различались составляя в среднем 2,2-2,3 мл КMnO4 на 1 г сух.почвы и оценивались как невысокий уровень.

При изучении активности полифенолоксидазы установлено, что высокий уровень отмечаетсяв Центральном парке 0,89-0,95 мг пурпургаллина на 1 г сух.почвы и О. Отдыха в 2-х вариантах 1,06-1,97 мг пурпургаллина на 1 г сух. почвы, что вероятно свидетельствует о высоком содержании органического углерода в почве. В 2 раза ниже данные ПФО в Дендрарии и в 3-4 раза в остальных вариантах. Самые низкие показатели ПФО определены в почве, отобранной в сквере на ул. Крупской 0,09-0,54 мг пурпургаллина на 1 г сух.почвы, что указывает на неблагоприятные условия для протекания процесса гумификации как следствие плохой аэрации и низкой влагопроницаемости

Если сравнить эти данные с ферментом пероксидазой (ПО), то выясним что наблюдается обратная зависимость в следующих рекреационных зонах: ДК 1 мая, Гвардейский парк, сквер на пр. Свободный и ул. Крупской, а именно при низких значения полифенолоксидазы наблюдаются высокие значения пероксидазы. Такие показатели указывают на более интенсивные темпы минерализации.

Исключением из данной закономерности выступает почва Дендрария и участок почвы зеленой зоны Ветлужанка, что свидетельствует о сбалансированности в них процессов гумификации и минерализации как результат низкой рекреационной нагрузки. В целом же активность пероксидазы во всех вариантах была низкой.

Активность глюкозооксидазы определяется либо по количеству кислорода, используемого на окисление глюкозы, или по убыли количества глюкозы в реакционной среде. Стабильно высокие значения данного фермента отмечались в Центральном парке и О. Отдыха 0,23-0,25 и 0,22-0,25 мг глюкозы /г сухой почвы соответственно, что говорит о высоком загрязнении пробных площадей органическими отходами и бытовым мусором. Кроме того, довольно высокие значения глюкозооксидазы регистрировались в парке ДК 1 мая и О. Татышева 0,11-0,24 и 0,16-0,23 мг глюкозы /г сухой почвы. Средние значения уровня активности глюкозооксидазы были определены в районе Ветлужанка 0,11-0,15 мг глюкозы /г сухой почвы. Что касается зоны исследования в Дендрарии, то значения по данному ферменту также довольно высокие 0,19-0,22 мг глюкозы /г сухой почвы, скорее всего это связано с высоким содержанием и общим плодородием этой почвы.

Целлюлозолитическая активность почвы является дополнительным информативным показателем почвенно-экологической оценки, реализуемой через изучение микробной экосистемы, обуславливающей изменение данных показателей.

В среднем уровень окислительных ферментов (каталазы, полифенолоксидазы, пероксидазы и глюкозооксидазы) в почвах всех рекреационных зон низкий, что говорит о негативном влиянии рекреационной нагрузки, в частности процесса вытаптывания и ухудшения физических свойств почвы на окислительную ферментную систему.

В результате проведенных исследований в течение трехмесячной экспозиции хлопчатобумажной ткани в исследуемых опытных участках, установили, что в почве, подверженной рекреационной нагрузке (сквер на Дк 1 мая) количество разложившейся целлюлозы с июня по август колебалось в пределах от 3,8 до 11,4 %, причем наибольшее количество приходилось на август месяц. Такие показатели, связаны с уменьшением рекреационной нагрузки в данный период и увеличением количества органического вещества в почве.

В почве Гвардейского парка и сквере на проспекте Свободный уровень разложения целлюлозы составил 1,2-3,5 и 2,4 и 5,9 % соответственно. Динамика изменения была аналогичной предыдущему варианту. Анализируя данные, полученные по микрорайону Ветлужанка, в сквере на ул. Крупской и О. Отдыха определили, в первом варианте 5,5-9,2 % - наибольшая средняя целлюлозолитическая активность наблюдалась (июль), а в двух других вариантах максимум разложения целлюлозы приходился на август месяц 6,8 и 9,3 % соответственно.

Динамика и количество разложившейся целлюлозы в почвах Дендрария Института леса и Центральном парке существенно различалась. В первом варианте уровень активности колебался от 10,5 до 15,4 %, тогда как во втором от 2,0 до 5,0 %, что в целом указывает на неблагоприятные условии микробиологической активности в Центральном парке, связанные с интенсивной рекреационной нагрузкой и загрязнением почвы бытовыми отходами. Отмечая изменения количества убыли хлопчатобумажной ткани в исследуемых почвах с июня по август установили, что в Центральном парке максимум приходился на август месяц 5,0 %, а в дендрарии на июль месяц 15,4 %, что свидетельствует о влиянии гидротермических факторов (температура и влажность) в данные периоды.

На основании изучения альгофлоры и цианобактерий в почвах рекреационных зон г. Красноярска обнаружено 156 видов и внутривидовых таксонов почвенных водорослей, относящихся к 4 отделам, 19 порядкам, 35 семействам, 58 родам. В общем флористическом спектре всех изученных альгосинузий соотношение почвенных водорослей по отделам составляет:Cyanophyta- 40,4%, Chlorophyta- 39,7%, Xanthophyta14,1%,- Bacillariophyta 5,8%.

Ведущими семействами для альгосинузий Красноярской урбоэкосистемы являются Nostocaceae, Chlorococcaceae, Chlamydomonadaceae,Phormidiaceae, Oscillatoriaceae; ведущие роды: Nostoc, Anabaena, Oscillatoria и Phormidium, Chlorococcum, Chlamydomonas и Chlorosarcinopsis.

В спектре жизненных форм почвенных водорослей городских рекреаций ведущая роль принадлежит C- и Ch- формам, характеризующимся выносливостью к экстремальным условиям.

Смена экологических групп происходит в течение вегетационного периода: в весенне-летний период доминируют эксплеренты, от начала осени - патиенты. Сезонная динамика численности почвенных водорослей рекреационных зон г. Красноярска носит закономерный характер с наличием весеннее-летних и осенних пиков и характеризуется сменой доминант от Chlorococcumsp. в весеннее-летний период, до Klebsormidium sp., Phormidium sp. и Oscillatoria sp. - в осенний.

Уровень численности почвенных водорослей в наибольшей степени определяется влажностью и температурой почвы и выражается нелинейной регрессионной зависимостью, характеризующейся низкими значениями коэффициентов корреляции. Наибольшее влияние данных экологических факторов на численность почвенных водорослей проявляется на участках, подверженных рекреационной нагрузке низкой и средней степени, в то время как, на участках с высокой степенью рекреационной нагрузки лимитирующее действие оказывает пресс антропогенных факторов.

Установлен комплекс видов, чувствительных к антропогенным воздействиям (Gloeocapsa sp.,Myrmecia sp., Tetracystis sp., Bumilleria sp. и др.) и видов-толерантов, адаптированных к жизни в условиях антропогенного стресса (Phormidium autumnale, Stichococcus sp., Navicula pelliculosa и др.). Смена доминирующих комплексов происходит при увеличении степени рекреационной нагрузки.

Таким образом, в ходе экологического обследования почв рекреационных зон установлено негативное влияние вытаптывания почвы рекреантами как на биотическую составляющую - почвенные водоросли, проявляющуюся в обеднении ее состава, так и на производную часть микофлоры - ферментативную и целлюлозолитическую активность.

Литература

1. Алексеенко, Е.В. Экологическая устойчивость культурных ландшафтов промышленного города (на примере парков г. Омска) / Е.В. Алексеенко. - Омск, 2006. - 17 с.

2. Вальков, В.Ф. Методология исследования биологической активности почв на примере Северного Кавказа / В.Ф. Вальков, К.Ш. Казеев, С.И Колесников // Научная мысль Кавказа. Издательство: СКНЦВШ, 1999. - №1 - С. 32-37

3. Владимиров, В.В. Урбоэкология / В.В. Владимиров. - М.: МНЭПУ, 1999. - 203 с.

4. Кабиров, Р.Р. Альготестирование и альгоиндикация / Р.Р. Кабиров. - Уфа.- 1995.- 124 с.

5. Костиков, И.Ю. Место почвенных водорослей в фитоценозах / И.Ю. Костиков //Альгология, 1991б. - Т.1. - №2. - С.38-45.

6. Кузяхметов, Г.Г. Водоросли зональных почв степи и лесостепи / Г.Г. Кузяхметов - Уфа: РИО БашГУ, 2006. - 286 с.

Размещено на Allbest.ru