Влияние экологических факторов на содержание тяжелых металлов и cs-137 в микобиоте лесных экосистем 03. 00. 16 Экология
| Вид материала | Автореферат |
- Влияние Экологических факторов на аллергическую заболеваемость детского населения российской, 441.49kb.
- План Введение 1 Действие тяжелых металлов на растительные организмы 3 Химическая природа, 600.02kb.
- Использование природного капитала лесных экосистем с учетом трансграничных факторов, 613.87kb.
- Удк количественное определение содержания тяжелых металлов в пробах почвы атомно-абсорбционным, 161.57kb.
- Рабочая программа дисциплины «Экология организмов (экология растений)» Код дисциплины, 139.35kb.
- Ержание подвижных форм тяжелых металлов Вцелом уровень загрязнения поверхностного почвенного, 31.17kb.
- Влияние факторов внешней среды на деятельность организации (на примере ОАО «Кировский, 44.93kb.
- Московский Государственный Институт Стали и Сплавов (Технологический Университет) Кафедра, 461.38kb.
- Мадиева Айгуль Шамильевна учитель биологии и химии высшей категории моу «Варваринская, 204.03kb.
- Лекция Влияние различных факторов на пластичность металла. Влияние омд на структуру, 126.99kb.
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СОДЕРЖАНИЕ ТМ И CS-137 В ПРЕДСТАВИТЕЛЯХ МИКОБИОТЫ
4.1. Доминантные представители микобиоты в лесных насаждениях Ульяновской области
Одним из первых требований, предъявляемых к биоиндикаторам, является распространенность биологического вида по всей обследуемой территории (Реймерс, 1990). В результате проведенных исследований на антропогенно ненарушенных участках сосновых и дубовых насаждений были выявлены следующие доминантные представители микобиоты:
- на дубе – ложный дубовый трутовик ( Phellinus robustus (Karst.) Bourd. et Galz.), кориолус разноцветный (Coriolus versicolor (Fr.) Quel.), опенок осенний (Armillaria mellea (Vahl:Fr.) P. Kummer s.l.), Microsphaera alphitoides Griff. et Maubl.;
- на осине – ложный осиновый трутовик ( Phellinus tremulae (Boriss.) Bond. et Boriss.), Coriolus versicolor(Fr.)Quel., Armillaria mellea(Vahl:Fr.) P.Kummer s.l.;
- на березе – настоящий трутовик (Fomes fomentarius (Fr.) Fr.), Coriolus versicolor (Fr.) Quel.;
- на клене – черная пятнистость ( Rhytisma acerinum (Pers.) Fr.);
- на сосне – сосновая губка (Phellinus pini (Thore ex Fr.) Pilat.), окаймленный трутовик (Fomitopsis pinicola (Fr.) Karst.), Lophodermium pinastri Chev., Cronartium flaccidum Wint и Peridermium pini Lev. Et Kleb.;
- на почве – представители родов Шампиньон (Agaricus spp.), Сыроежка (Russula spp.).
На почве в исследуемых лесных насаждениях преобладали представители родов Agaricus spp. и Russula spp. Мицелий Agaricus spp. развивается в гумусовом слое на различных типах почв, о чем свидетельствует обилие плодовых тел на участках с различными лесорастительными условиями. Russula spp. доминировали во всех типах леса и встречались вблизи различных пород деревьев, с которыми образовывали микоризу. Остальные представители почвенных макромицетов в процессе маршрутных исследований либо обладали трудно определяемыми внешними морфологическими признаками, или отличались спорадической встречаемостью на исследуемых участках, поэтому в наших исследованиях не учитывались.
4.2. Результаты анализа содержания ТМ и Cs-137 в основных эколого-трофических группах макромицетов
4.2.1. Результаты анализа содержания ТМ и Cs-137 в основных экологических группах макромицетов
Доминантные представители макромицетов, выявленные на первом этапе исследования, распределяются по экологическим группам следующим образом:
- ксилотрофы: Ph. robustus, Ph. pini, F. pinicola, C. versicolor, A. mellea, Ph.tremulae, F. fomentarius;
- гумусовые сапротрофы: Agaricus spp.;
- микоризообразователи: Russula spp.
Поскольку группа ксилотрофов представлена несколькими доминантными видами макромицетов, сначала проводили сравнительный анализ содержания ТМ и Cs-137 в образцах каждого вида ксилотрофов (рис.1).
Рис. 1. Среднее содержание ТМ (мг/кг) и Сs-137 (Бк/кг) в плодовых телах доминантных ксилотрофов
Анализ данных рис. 1 показывает, что наибольшее суммарное содержание ТМ наблюдается в плодовых телах A. mellea (154,74 мг/кг), Cs-137 – в Ph. robustus (21,61±2,87 Бк/кг). Наименьшее суммарное содержание ТМ выявлено в Ph.tremulae (47,37 мг/кг), Cs-137 – в Ph. pini (10,37±3,47 Бк/кг). В плодовых телах ксилотрофов больше всего содержится Fe (в среднем на один обезличенный вид гриба) – 102,47 мг/кг, и меньше всего Cd – 1,16 мг/кг.
По содержанию Cs-137 доминантные ксилотрофы образуют следующий последовательный ряд: Ph. robustus > A. mellea > Ph. tremulae > C. versicolor > F. pinicola > F. fomentarius > Ph. pini.
Результаты анализа содержания ТМ и Cs-137 в основных экологических группах макромицетов представлены в табл. 1.
Таблица 1
Содержание ТМ и Cs-137 в основных экологических группах макромицетов
| Экологическая группа | Содержание ТМ (  ), мг/кг | Бк/кг | |||||||
| Сu | Zn | Ni | Cd | Pb | Co | Fe | Σ ТМ | Cs-137 | |
| Ксилотрофы | 12,34± 2,36 | 8,88± 2,42 | 5,26± 2,03 | 0,76± 0,54 | 6,76± 1,95 | 2,76± 0,32 | 117,98±20,76 | 154,74 | 19,36± 21,22 |
| Гумусовые сапротрофы | 3,08 ± 0,14 | 11,56± 0,21 | 6,74± 0,42 | 1,53± 0,05 | 4,47± 0,06 | 2,80± 0,09 | 169,10± 0,80 | 199,28 | 29,00± 3,74 |
| Микоризо-образователи | 11,89± 0,25 | 16,33± 0,16 | 13,48± 0,33 | 1,60± 0,02 | 8,51± 0,08 | 3,56± 0,05 | 265,54± 0,84 | 320,91 | 98,12± 10,73 |
Результаты анализа показывают, что из трех экологических групп абсолютным концентратором (аккумулятором) ТМ и Cs-137 являются микоризообразователи, то есть представители данной группы достоверно (t<0.05) больше относительно других экологических групп грибов содержат каждый исследуемый элемент. Исключение составляет элемент Cu, максимальное количество которого содержится в ксилотрофах (12,34±2,36 мг/кг). Меньше всего Cs-137 и Cd содержится в ксилотрофах.
При сравнительном анализе содержания ТМ в ксилотрофах и гумусовых сапротрофах положение не совсем однозначное. Максимальное количество Fe содержится в гумусовых сапротрофах. Ксилотрофы, относительно гумусовых сапротрофов, заметно больше содержат Pb, по остальным элементам (Ni, Co, Zn) отличия в концентрации незначительные.
Рассматривая соотношение ТМ по средним показателям в каждой группе, максимальное содержание Fe и минимальное – Cd, отмечается в трёх экологических группах макромицетов. Остальные металлы содержатся в разных пропорциях. В ксилотрофах исследуемые ТМ представлены следующим рядом: Cu >Zn > Pb > Ni > Co; в гумусовых сапротрофах – Zn > Ni > Pb > Cu > Co; в микоризообразователях – Zn > Ni > Cu > Pb > Co.
4.2.2. Результаты анализа содержания ТМ и Сs-137 в основных эволюционных группах макромицетов
Проводили анализ на содержание ТМ и Cs-137 в следующих представителях эволюционных групп макромицетов:
- облигатные сапротрофы: C. versicolor;
- факультативные паразиты: A. mellea, F. fomentarius, F. pinicola;
- факультативные сапротрофы: Ph. robustus, Ph. tremulae, Ph. pini.
Результаты анализа содержания ТМ и Cs-137 в представителях каждой экологической группы представлены в табл.2.
Таблица 2
Содержание ТМ и Cs-137 в эволюционных группах ксилотрофов
| Вид гриба | Содержание ТМ ( ), мг/кг | Cs-137, Бк/кг | |||||||
| Сu | Zn | Ni | Cd | Pb | Co | Fe | Σ ТМ | ||
| Факультативные сапротрофы | |||||||||
| Phellinus pini | 3,34± 0,36 | 20,62± 0,97 | 8,18± 0,93 | 1,68± 0,17 | 6,06± 0,45 | 2,43± 0,11 | 24,75± 0,71 | 67,07 | 10,37± 2,46 |
| Phellinus tremulae | 1,93± 0,09 | 10,84± 0,95 | 7,09± 0,83 | 1,35± 0,13 | 8,33± 0,47 | 2,98± 0,11 | 14,85± 1,17 | 47,37 | 14,69± 2,52 |
| Phellinus robustus | 2,62± 0,14 | 12,53± 0,63 | 6,31± 0,66 | 0,89± 0,03 | 5,67± 0,45 | 2,65± 0,08 | 115,64± 0,42 | 144,89 | 21,61± 4,16 |
| x | 2,63 | 14,66 | 7,19 | 1,31 | 6,69 | 2,69 | 51,75 | 86,44 | 14,36 |
| Факультативные паразиты | |||||||||
| Armillaria mellea | 12,34± 0,43 | 8,88± 0,44 | 5,26± 0,37 | 0,76± 0,10 | 6,76± 0,36 | 2,76± 0,06 | 117,98± 3,79 | 154,74 | 19,36± 3,87 |
| Fomitopsis pinicola | 4,52± 0,19 | 8,07± 0,17 | 9,55± 0,47 | 1,07± 0,08 | 7,21± 0,35 | 4,24± 0,07 | 15,04± 1,02 | 49,70 | 12,45± 2,63 |
| Fomes fomentarius | 11,46± 0,29 | 11,06± 0,40 | 4,26± 0,26 | 1,38± 0,07 | 9,48± 0,22 | 4,58± 0,20 | 111,44± 3,77 | 153,66 | 10,78± 1,67 |
| x | 9,44 | 9,34 | 6,36 | 1,07 | 7,82 | 3,86 | 81,49 | 119,37 | 15,90 |
| Облигатные сапротрофы | |||||||||
| Coriolus versicolor | 16,86± 0,86 | 13,68± 0,23 | 3,32± 0,71 | 1,32± 0,07 | 13,16± 0,26 | 4,18± 0,08 | 47,36± 3,04 | 99,88 | 14,30± 2,93 |
| x | 16,86 | 13,68 | 3,32 | 1,32 | 13,16 | 4,18 | 47,36 | 99,88 | 14,30 |
Данные табл. 2 показывают, что наибольшее среднее суммарное содержание ТМ – в представителях группы факультативных паразитов (119,37 мг/кг), наименьшее – в факультативных сапротрофах (86,44мг/кг). Удельная активность Cs-137 максимальна в факультативных паразитах (15,90 Бк/кг) и минимальна – в облигатных сапротрофах (14,30 Бк/кг).
Облигатные сапротрофы в максимальных количествах относительно других эволюционных групп содержат Cu, Zn, Cd, Pb и Co. Факультативные паразиты содержат Fe значительно больше (81,49 мг/кг), чем факультативные сапротрофы (51,75 мг/кг) и облигатные сапротрофы (47,36 мг/кг). Факультативные сапротрофы больше всего содержат Ni (7,19 мг/кг). Следует отметить, что в плодовых телах представителей всех исследуемых эволюционных групп, больше всего содержится Fe и меньше всего – Cd. Средние значения содержания Cs-137 в изучаемых эволюционных группах находятся практически на одном уровне. Наиболее близкие показатели по количеству элементов отмечены в облигатных сапротрофах и факультативных паразитах. Данный факт можно объяснить тем, что факультативные паразиты ведут, в основном, сапротрофный образ жизни, лишь изредка поселяясь на здоровых деревьях.
4.2.3. Результаты анализа содержания ТМ и Cs-137 в макромицетах, занимающих разные трофические уровни
Результаты химического анализа средних значений содержания ТМ и Cs-137 в плодовых телах A. mellea и F. fomentarius, произрастающих на растущих и отмерших деревьях в различных районах области, занимающих при этом трофические уровни соответственно консументов и редуцентов приведены в табл.3.
Таблица 3
Среднее содержание ТМ и Cs-137 в грибах на разных трофических уровнях
| Вид гриба/ трофический уровень | Содержание ТМ ( ), мг/кг | Cs-137, Бк/кг | |||||||
| Сu | Zn | Ni | Cd | Pb | Co | Fe | Σ ТМ | ||
| A. mellea/ консумент | 12,62± 1,29 | 12,53± 0,67 | 4,80± 0,05 | 0,50± 0,03 | 6,10± 0,06 | 2,50± 0,06 | 115,64± 1,17 | 154,69 | 7,32± 2,03 |
| A. mellea/ редуцент | 14,10± 0,10 | 12,70± 0,11 | 6,31± 0,11 | 0,89± 0,04 | 8,33± 0,32 | 2,98± 0,11 | 119,50± 1,20 | 164,81 | 14,69± 2,52 |
| t | t>0,05 | t>0,05 | t<0,05 | t<0,05 | t<0,05 | t<0,05 | t<0,05 | t<0,05 | t<0,05 |
| F. fomentarius/ консумент | 1,54± 0,04 | 20,62± 0,40 | 8,18± 0,03 | 0,40± 0,06 | 6,06± 0,18 | 2,43± 0,05 | 22,68± 0,53 | 61,91 | 8,72 ±3,12 |
| F. fomentarius / редуцент | 3,34± 0,10 | 26,74± 0,13 | 10,56± 0,05 | 0,70± 0,08 | 7,86± 0,03 | 2,66± 0,06 | 24,75± 0,29 | 76,61 | 14,64± 3,47 |
| t | t<0,05 | t<0,05 | t<0,05 | t>0,05 | t<0,05 | t<0,05 | t>0,05 | t<0,05 | t<0,05 |
Анализ данных табл. 3 показывает, что в двух видах грибов, развивающихся на отмершей древесине, занимающих уровень редуцентов, достоверно больше (t<0,05) суммарное содержание ТМ и Cs-137, чем в грибах, собранных с растущих деревьев. При рассмотрении поэлементого состава ТМ ситуация складывается иначе. Cu и Zn обнаружены в больших количествах в плодовых телах A. mellea, собранных с растущих деревьев дуба, чем с отмерших стволов деревьев, что, однако, достоверно не подтверждено (t>0,05). В плодовых телах F. fomentarius, произрастающих на растущих деревьях березы, также не было достоверно установлено (t>0,05) превышение Cd и Fe, по сравнению с трутовиком, произрастающим на отмерших стволах березы.
Следовательно, грибы, занимающие трофический уровень редуцентов способны в большей степени аккумулировать ТМ и Cs-137, чем грибы-консументы.