Биоэкология. Рубрика в журнале - Вестник Мурманского государственного технического университета
Статья научная
Деградация растительных наземных сообществ в зоне загрязнения комбината "Североникель" (Кольский полуостров, г. Мончегорск), в особенности древесного яруса лесных сообществ, привела к нарушению водного режима и эрозии почв. Раннее снеготаяние - последствие трансформации структуры снежного покрова в зоне полной деградации древесного яруса. Увеличение параметров глубины и плотности снега возрастает в районах с нарушенным древесным ярусом и обусловлено мозаичным распределением снежного покрова. Скорость и продолжительность ветров в сочетании с рельефом существенно влияют на плотность снежного покрова. Интенсивные ветровые воздействия в условиях пересеченного сложного рельефа приводят к перераспределению снега: с вершин рельефа снег перемещается в понижения и обусловливает сильную вариабельность параметров глубины и плотности снежного покрова, особенно в период снеготаяния. Снежный покров представляет собой удобную среду для депонирования поллютантов, которые в период таяния снега попадают в почву. С открытых и наиболее загрязненных территорий импактной зоны талые воды попадают в водотоки и водоемы раньше, чем с облесенных водосборных территорий. Вынос грунтовыми стоками почвенных частиц в гидрологическую сеть бассейна озера Имандра - существенный элемент эвтрофикации водных объектов и наряду с ранним снеготаянием обусловливает ранний сход ледового покрова с озер и ручьев в зоне интенсивного загрязнения. Таким образом, для гидрологической сети бассейна озера Имандра результаты деятельности комбината "Североникель" выражены в изменении гидрохимического режима, структуры и разнообразия фито- и зооценозов.
Бесплатно
Использование морских одноклеточных водорослей в биологическом мониторинге
Статья научная
Исследовалась возможность использования морских одноклеточных водорослей из природного планктонного сообщества в биомониторинге загрязнения моря тяжелыми металлами. Водоросли разных таксонов из залива Средиземного моря были выделены в культуру. В лаборатории были подобраны условия культивирования: состав питательной среды, температура, фотопериод, освещенность и начальная плотность культуры, обеспечивающие оптимальный рост водорослей каждого вида. В модельных экспериментах по использованию водорослей в качестве тест-объекта исследовали влияние тяжелых металлов (Hg, Cd, Cu, Pb) - ртути, кадмия, меди и свинца в форме хлористых солей - на культуры водорослей. Преимущество использования одноклеточных водорослей с коротким жизненным циклом при биотестировании состоит в возможности получения информации об экологических последствиях влияния антропогенного фактора на клеточном и популяционном уровнях развития тест-объекта. При проведении биомониторинга загрязнения морской среды тяжелыми металлами и другими опасными токсикантами важнейшими показателями состояния водорослевого сообщества являются клеточный цикл и состояние фотосинтетического аппарата клетки. Последующий лизис клеток под действием тяжелых металлов приводит к выделению в среду вторичных метаболитов, которые могут существенно влиять на токсичность металла. Установленные шкалы пороговых и летальных концентраций тяжелых металлов для водорослей разных таксонов позволяют использовать соотношение чувствительных и устойчивых к тяжелым металлам видов в качестве биологических маркеров при прогнозировании экологических последствий загрязнения морской среды тяжелыми металлами. Различия в устойчивости водорослей разных таксонов к тяжелым металлам позволяют осуществлять стратегию отбора тест-объектов в зависимости от целей и задач исследования.
Бесплатно
Микропланктон Баренцева моря: современный состав и структура в предзимний период
Статья научная
Представлены результаты исследований микропланктона Баренцева моря в предзимний период (ноябрь -декабрь) в 2012, 2013 и 2015 гг. на стандартном разрезе "Кольский меридиан" (~70-78° N, 33°30′ E). Материалом послужили фиксированные формалином батометрические и сетные пробы, в которых методом световой микроскопии учитывались пелагические Protista. Приведены данные по таксономическому составу, параметрам численности и биомассы, вертикальному распределению микропланктона. В пелагиали отмечены клетки 119 таксонов видового ранга, преимущественно Dinophyta (53 вида) и Bacillariophyta (35 видов). Выявлены наиболее консервативные параметры микропланктона: а) сезонный комплекс видов ( Ceratium fusus, Dicroerisma psilonereiella, Dinophysis rotundata, Lessardia elongata aff., Oxytoxum caudatum, Pronoctiluca pelagica, Protoperidinium brevipes, Prorocentrum balticum (Dinophyta), Corethron criophilum (Bacillariophyta), Coccolithus pelagicus (Haptophyta), Halosphaera viridis (Prasinophyta)); б) средние значения и характер вертикального распределения общей биомассы (1.14 мкг/л в слое 50-0 м, 0.97 мкг/л - 100-50 м, 0.75 мкг/л - 200-100 м, 0.53 мкг/л - 300-200 м). Менее устойчив такой параметр, как состав доминирующих видов в структуре численности (обычный доминант O. caudatum, субдоминанты - L. elongata aff., P. balticum, C. pelagicus, C. criophilum ), поскольку в отдельные годы отмечаются нехарактерные для данного сезона виды ( Emiliania huxleyi, Mesoporos perforatus ), развитие которых на отдельных участках акватории достигает уровня доминантов. К наименее стабильным характеристикам микропланктона отнесены: состав доминирующих видов в структуре биомассы, общая численность и характер ее вертикального распределения.
Бесплатно
О формировании потоков веществ в аэротехногенно трансформированном лесном ландшафте
Статья научная
Проведен ретроспективный анализ формирования потоков веществ в техногенном еловом редколесье по результатам опробования атмосферных, почвенных и ручьевых вод в окрестностях комбината "Североникель". Сравнивается состав вод ручья, дренирующего аэротехногенно трансформированный ландшафт в период наибольших объемов выбросов комбината (1987-1990 гг.), с химическим составом вод этого же ручья в 2014 и 2016 гг. Современный состав водотока определен с использованием методов ионной хроматографии, потенциометрии и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Показано влияние лесной подстилки разных стадий разложения на формирование состава вод, инфильтрующихся в минеральные горизонты почв. Снижение концентраций Ni в водах подстилки на валеже по сравнению с Ni в атмосферных осадках не является достоверным, однако поток (мг/м2) Ni из подстилки снижен. Поток Cu из подстилки на валеже почти в восемь раз меньше атмосферного потока Cu. В зоне интенсивного воздействия выбросов при отсутствии застойного увлажнения органический материал может быть источником питательных веществ для растительности, даже если содержание Cu и Ni в водах, просачивающихся через этот материал, в сотни раз превышает их фоновые показатели, но при условии многократного доминирования концентрации Са над содержанием Cu и Ni в этих водах. На крутых склонах, где почва эродирована до минеральных горизонтов, а влага не может удерживаться в биологически активной области ландшафта, без мелиоративных мероприятий развитие растительности невозможно. Рекогносцировочное обследование территории показало, что в зоне разрушенных лесов и техногенных пустошей, на участках, где есть проточная вода и существуют выходы подземных вод в виде родников, развивается растительность, начинается возобновление лиственных и хвойных пород деревьев. В водах ручья, дренирующего аэротехногенно трансформированный ландшафт, после снижения объемов пылегазовых выбросов снизились концентрации SO42-, Cl- и K, увеличились - HCO3- и Si. Содержание Ni и Cu, а также Al, Fe, Mn согласно критерию Манна - Уитни не изменилось, возможно, из-за увеличения размеров техногенных пустошей в автономных позициях дренируемого ландшафта.
Бесплатно
Статья научная
Эпифитные сообщества цианобактерий водорослей Fucus vesiculosus L. Кольского залива способны переносить высокое содержание нефтепродуктов в среде. Представлены результаты исследования устойчивости эпифитных цианобактериальных сообществ к нефтяному загрязнению с использованием как классических (культуральных), так и молекулярно-генетических методов микробиологического анализа. Объектом исследования были эпифитные цианобактерии, обитающие на поверхности бурых водорослей Fucus vesiculosus L. Доля данной группы микроорганизмов в бактериоценозах из акватории с хроническим загрязнением нефтепродуктами достигает 6,8 % от всего бактериального сообщества. Морфологически эпифитные цианобактерии представлены как одиночными клетками, так и нитчатыми, и колониальными формами с мелкими клетками (1-2 мкм). Проведены эксперименты по определению устойчивости эпифитных цианобактерий к высоким концентрациям нефтяных углеводородов. В лабораторных условиях при экспозиции чистых культур цианобактерий в питательной среде с добавлением дизельного топлива видимого роста не отмечено. У культур, экспонированных в условиях темноты, произошло увеличение интенсивности синего окрашивания нитей. Выживаемость цианобактерий при длительном периоде темноты в присутствии нефтепродуктов может указывать на переход от автотрофного питания к гетеротрофному, а также на высокую адаптивную способность эпифитных цианобактериальных сообществ фукусовых водорослей к условиям хронического нефтяного загрязнения.
Бесплатно
Оценка влияния условий культивирования на способность микроорганизмов сточных вод к флокуляции
Статья научная
Сточные воды являются одним из существенных источников загрязнения водных экосистем Кольского Севера. Стоки, поступая в грунтовые, поверхностные воды, а также в прибрежную зону морских акваторий оказывают комплексное негативное влияние на биоценозы водных объектов. Учитывая, что в климатических условиях Крайнего Севера процессы самоочищения водоемов значительно замедляются, представляется актуальным исследование влияния внешних факторов на аборигенные микроорганизмы, участвующие в биологической трансформации большинства загрязняющих веществ. Наряду с окисляющей активностью, микроорганизмы способны накапливать в клетках поллютанты, а также образовывать флокулы, тем самым связывая растворенные загрязняющие вещества, которые могут быть сравнительно легко удалены из водной среды механическим путем. На основании полученных сведений о химическом составе некоторых городских и бытовых сточных вод были разработаны питательные среды, в которых культивировали микроорганизмы, выделенные из стоков. В качестве основных характеристик среды культивирования, влияющих на интенсивность и направленность метаболических процессов у микроорганизмов, были выбраны соотношения С / N, С / P и N / Р. В ходе работ изучали интенсивность роста бактерий в экспериментальных питательных средах и определяли флокулирующую активность бактериальных суспензий. Скорости роста выделенных микроорганизмов ( Pseudomonas spp. и культуры бактерий семейства Enterobacteriaceae ) в среднем составили 70∙103 и 117∙103кл/ч соответственно. Интенсивность роста каждой культуры на средах различного состава колебалась в пределах трех порядков и коррелировала с относительным содержанием фосфатов в среде. Флокулирующий потенциал не зависел от соотношений биогенных элементов С / N, С / P и N / Р. Культуры проявляли способность осаждать взвешенные вещества на уровне 50 и более процентов после культивирования на питательных средах, близких по составу к условиям среды обитания.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты изучения особенностей пространственного распределения некоторых тяжелых металлов (Pb, Hg, As) в системе "взвешенное вещество - донные отложения" в устьевой области реки Красная (Вьетнам). Исследования проводились в период основных гидрологических сезонов 2014-2016 гг. (периоды половодья и межени). Пространственный анализ количества тяжелых металлов (ТМ) во взвешенной форме и в донных отложениях был проведен с помощью модели интерполяции в среде ArcGIS 10.2.2. Распределение концентрации Pb, Hg, As во взвешенной форме и в фазах донных отложений в устьевой области р. Красная характеризуется наличием максимума в устьях рукавов и общим убывающим градиентом в сторону моря. Максимальные концентрации Pb, Hg во взвешенных формах наблюдались в поверхностном слое воды на барьере река - море. Содержание Hg и As в устьевой области р. Красная наблюдалось в порядке: ВВпов дно ДО. По величинам среднего коэффициента обогащения КВВ/ДО изученные тяжелые металлы располагаются в следующий убывающий ряд: Pb - Hg - As. Донные отложения на расстоянии 20-30 км от берега, находясь на речной и морской границах зоны смешения соленых и пресных вод, маркируют локальные барьеры внутри устьевой области. На этих локальных барьерах происходят интенсивные осаждения и аккумуляция ТМ в донных отложениях в результате последовательной смены гидродинамических и гидрохимических условий в устьевой области реки Красная.
Бесплатно
Развитие Pedicularis palustris L. (Orobanchaceae)на травяных болотах Мурманской области
Статья научная
Рассмотрены основные стадии онтогенетического развития Pedicularis palustris (Orobanchaceae) в многовидовых сообществах травяных болот центральной части Мурманской области (в окрестностях г. Апатиты). Работы проведены в 2012-2016 гг. в границах двух сообществ: склонового пушицево-пухоносово-осокового болота (популяция 1) и склонового пушицево-триостренниково-осокового болота (популяция 2); собран гербарный и описательный материал (исследовано более 200 особей по 17 параметрам), отражающий последовательность прохождения возрастных состояний, их длительность и признаки. В результате проведенных экспериментов выявлена низкая всхожесть семян Pedicularis palustris. В развитии этого двулетнего полупаразитического растения выделено три периода (латентный, прегенеративный, генеративный), описаны четыре онтогенетических состояния (покоящиеся семена, проростки, ювенильное, вегетативное и генеративное состояния) и их основные признаки. Представлена схема онтогенеза. Полное развитие мытник болотный в изучаемых сообществах проходит за два вегетационных сезона. Определены основные фенологические фазы генеративного периода: цветение с конца июня до начала августа, созревание семян с конца июля до конца августа. Осенью первого года жизни розеточное вегетативное растение образует вегетативно-генеративную почку, весной следующего года продолжает вегетацию, достигнув генеративного состояния, плодоносит и отмирает. Установлено, что весь цикл онтогенеза Pedicularis palustris в условиях Крайнего Севера проходит за 14-15 месяцев. Малолетники, виды, тяготеющие к r -стратегии развития, быстро реагируют на изменения среды посредством изменения структуры популяции, поэтому изучение таких биологических особенностей развития помогает отслеживать данные виды в местах их обитания.
Бесплатно
Сравнительный анализ качества питьевой водопроводной воды в некоторых районах Мурманской области
Статья научная
В статье представлены микробиологические исследования качества питьевой водопроводной воды, подаваемой системой водоснабжения, в некоторых населенных пунктах Мурманской области. В процессе изучения отбирались пробы питьевой водопроводной воды и проводилось определение микробиологических показателей термотолерaнтных колифoрмных бaктерий (ТКБ), общих колифoрмных бaктерий (ОКБ), общего микрoбного числа (ОМЧ), а также устанавливалось соответствие данных показателей требованиям санитарных норм и правил (СанПиН). Общее микрoбное число определяли глубинным методом, а показатели общих и термотoлерaнтных колифoрмных бактерий - методом мембранной фильтрации. Показано, что содержание микроорганизмов в источниках питьевой воды зависит от сезона года. Наибольшая численность бактерий наблюдается в весенний и осенний периоды, что обусловлено попаданием паводковых вод и осадков в систему водозабора. Наибольшая численность микроорганизмов в пробах воды была зафиксирована в пос. Спутник. Установлено неоднократное несоответствие качества воды требованиям нормативно-технической документации. Проведена оценка распространенности острых кишечных заболеваний среди населения и влияния качества воды на данный показатель. Выявлен высокий уровень заболеваемости кишечными инфекциями в пос. Печенга, несколько более благополучными по данному показателю оказались г. Заозерск и пос. Спутник. Рекомендации по улучшению качества обработки питьевой воды были переданы службам центрального водоснабжения, распространены среди населения. После выполнения рекомендаций проведены повторные испытания, в результате которых констатировано улучшение качества воды.
Бесплатно
Стерины и полифенолы фукоидов мурманского побережья Баренцева моря
Статья научная
Представлены результаты исследования содержания полифенолов и стеринов в фукусовых водорослях акваторий мурманского побережья Баренцева моря. Обнаружены максимальные концентрации полифенолов (7,06-9,62 %) во всех фукусовых водорослях губы Лодейная, которая характеризуется наибольшим уровнем загрязнения тяжелыми металлами. При сравнении содержания полифенолов в фукоидах Мурмана установлено, что минимальные значения характерны для Ascophyllum nodosum (1,5-3,3 %), более высокие концентрации (в среднем выше в 1,7-2,0 раза) - для представителей видов Fucus vesiculosus и Fucus serratus. Характер изменений содержания общих полифенолов в фукусовых водорослях Мурмана, исследованный с использованием 3-факторного дисперсионного анализа MANOVA, свидетельствовал о том, что степень влияния солености морской воды наиболее значима. Меньшее влияние оказал фактор местообитания водорослей (комплекс индивидуальных абиотических характеристик конкретной локации). Фактор сезонности оказался статистически незначимым в отношении динамики накопления полифенолов в исследуемых фукоидах. Однако при детальном изучении была выявлена сезонная зависимость содержания полифенолов: представители Fucus vesiculosus и Fucus distichus накапливали полифенолы в весенний период. Наибольшее влияние на содержание общих полифенолов в водорослях Мурмана отмечено при взаимодействии факторов местообитания, солености, сезонности (38,75 %). Установлено, что F. vesiculosus является наиболее богатым по количеству фукостерина, полифенолов и экстрактивных веществ, чем другие массовые представители баренцевоморской флоры, такие как F. serratus, F. distichus и A. nodosum. Показано, что водоросли, произрастающие в губе Ярнышная (восточное побережье Баренцева моря), содержат в два раза больше фукостерина и полифенолов, чем те, что обитают в бухте Белокаменная, и в 13 раз больше по сравнению с водорослями Абрам-мыса.
Бесплатно
Тяжелые металлы Hg, Cd, Pb в организме стерляди (Acipenser ruthenus L.), Нижний Иртыш
Статья научная
С целью оценки возможности использования стерляди как вида-биоиндикатора загрязнения донных отложений тяжелыми металлами проведено исследование распределения и аккумуляции рассматриваемых поллютантов в организме данного вида. Изучены закономерности распределения тяжелых металлов (ртуть, кадмий, свинец) в жабрах, мышцах, печени и осевом скелете (хорде) стерляди, обитающей в нижнем течении реки Иртыш. Рассчитан коэффициент биологического накопления в сравнении с донными отложениями (ДО), выполнено сравнение концентраций тяжелых металлов (ТМ) с допустимыми уровнями концентраций данных токсикантов для рыбы-сырца. Концентрацию ТМ определяли атомно-абсорбционным методом. Показано, что максимальные величины отмечены для свинца, причем среди анализируемых органов и тканей наибольшее его значение зафиксировано в жабрах. Ряды распределения ТМ имеют следующий вид: Pb - жабры > печень > мышцы > скелет, Hg - скелет > жабры > печень > мышцы, Cd - жабры > скелет > печень > мышцы. Статистически достоверное отличие распределения в органах и тканях рыб установлено только для ртути...
Бесплатно
Статья научная
Мидии Mytilus edulis L., обитающие на литорали, являются традиционным объектом мониторинга состояния прибрежных экосистем. В процессе эколого-биохимических исследований некоторых литоральных поселений мидий в Кандалакшском природном заповеднике выявлялись модификации в структуре локальных популяций, а также осуществлялся поиск биохимических маркеров на уровне состава липидов, отражающих хроническое действие факторов окружающей среды. Анализ размерно-возрастной структуры прибрежных поселений Mytilus edulis L. показал межгодовую динамику протекания естественных процессов, связанных с режимом пополнения молодью и гибелью моллюсков. Выявленные значительные различия показателей плотности и биомассы поселений Mytilus edulis L. обусловлены, вероятно, влиянием на их жизнедеятельность антропогенной нагрузки (прежде всего продолжительных сбросов пресной воды из системы гидроэлектростанции). Состав липидов и жирных кислот в жабрах литоральных мидий определен с помощью методов тонкослойной, газожидкостной и высокоэффективной жидкостной хроматографии...
Бесплатно
Статья
При усилении антропогенной нагрузки на экосистему прибрежных зон моря возрастает актуальность оценки состояния сообществ планктона и бентоса. В ходе исследования определена динамика численности клеток клоновой культуры Thalassiosira excentrica Cleve 1903 (Bacillariophyta) при воздействии CuSO4·5H2O разной концентрации (32–1 024 мкг·л –1) в условиях 10-суточных экспериментов. В контроле и при низкой концентрации Cu2+ доля живых клеток практически не изменяется. Пороговая концентрация ионов меди для выживания T. excentrica равна 128 мкг·л –1. При более высоких концентрациях Cu2+ (256–1 024 мкг·л –1) отмечено резкое угнетение и гибель культуры уже в течение 1–3-х суток. Прирост абсолютной численности клеток при низких концентрациях меди (32–64 мкг·л –1) описывается сигмоидной кривой отклика тест-объекта. Значения прироста возрастают в 1–5-е сутки в 4–8 раз и снижаются к 10-м суткам на 25–30 %. При концентрациях Cu2+ 128–256 мкг·л –1 положительный прирост численности клеток в 1–5-е сутки отсутствует, в последующие дни снижается в 2 раза либо падает до нуля. Интенсивность удельного прироста клеток достоверно снижается в зависимости от увеличения концентрации токсиканта. Установлено, что в 1–5-е сутки удельный прирост положительный в диапазоне концентраций меди 32–128 мкг·л –1 и отрицательный – при концентрациях 256 мкг·л –1 и выше. В период 5–10-х суток для всех концентраций токсиканта значения удельного прироста отрицательные. Полученные результаты позволяют рекомендовать T. excentrica в качестве перспективного тест-объекта для токсикологических экспериментов.
Бесплатно
