Биоэкология. Рубрика в журнале - Вестник Мурманского государственного технического университета

Публикации в рубрике (12): Биоэкология
все рубрики
Деградация лесов - фактор трансформаций снежного покрова и гидрологического режима в зоне загрязнения бассейна озера Имандра

Деградация лесов - фактор трансформаций снежного покрова и гидрологического режима в зоне загрязнения бассейна озера Имандра

Кулеш Ксения Михайловна, Приймак Павел Георгиевич

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

Использование морских одноклеточных водорослей в биологическом мониторинге

Капков Валентин Иванович, Шошина Елена Васильевна, Беленикина Ольга Алексеевна

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

Микропланктон Баренцева моря: современный состав и структура в предзимний период

Макаревич Павел Робертович, Олейник Анатолий Анатольевич

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

О формировании потоков веществ в аэротехногенно трансформированном лесном ландшафте

Евтюгина Зинаида Анатольевна, Копылова Юлия Григорьевна, Гусева Наталья Владимировна

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

Об устойчивости эпифитных цианобактерий Кольского залива к воздействию нефтяных углеводородов в водной среде

Об устойчивости эпифитных цианобактерий Кольского залива к воздействию нефтяных углеводородов в водной среде

Пуговкин Дмитрий Витальевич, Мирошниченко Екатерина Сергеевна, Воскобойников Григорий Михайлович, Йенсен Джон Бек, Ляймер Антон Владимирович

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

Оценка влияния условий культивирования на способность микроорганизмов сточных вод к флокуляции

Ильинский Владимир Викторович, Макаревич Елена Викторовна, Крамаренко Екатерина Вячеславовна, Индушко Валерия Викторовна

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

Пространственное распределение тяжелых металлов (Pb, Hg, As) в устьевой области реки Красная (Вьетнам)

Пространственное распределение тяжелых металлов (Pb, Hg, As) в устьевой области реки Красная (Вьетнам)

Нгуен Тхи Тхуи Ньунг, Волкова Ирина Владимировна

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

Развитие Pedicularis palustris L. (Orobanchaceae)на травяных болотах Мурманской области

Кириллова Наталья Руслановна

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

Сравнительный анализ качества питьевой водопроводной воды в некоторых районах Мурманской области

Бекренва Ольга Ивановна, Богданова Ольга Юрьевна

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

Стерины и полифенолы фукоидов мурманского побережья Баренцева моря

Ткач Анна Васильевна, Облучинская Екатерина Дмитриевна

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

Тяжелые металлы Hg, Cd, Pb в организме стерляди (Acipenser ruthenus L.), Нижний Иртыш

Чемагин Андрей Александрович, Волосников Глеб Игоревич, Кыров Дмитрий Николаевич, Либерман Елизавета Львовна

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

Эколого-биохимический мониторинг состояния некоторых литоральных поселений мидий Mytilus edulis L. в Кандалакшском заповеднике

Эколого-биохимический мониторинг состояния некоторых литоральных поселений мидий Mytilus edulis L. в Кандалакшском заповеднике

Фокина Наталья Николаевна, Шкляревич Галина Андреевна, Руоколайнен Татьяна Рудольфовна, Немова Нина Николаевна

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

Журнал