Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow Биоиндикация загрязнений

Почвенное плодородие

Важным показателем экологического состояния ПТК является изменение естественного плодородия почв. По определению Н.Ф.Реймерса (1990), почвенное плодородие — способность почвы удовлетворять потребности растений в питательных веществах, воздухе, биотической и физико-химической среде, включая тепловой режим, и на этой основе обеспечивать урожай сельскохозяйственных культур, а также биологическую продуктивность диких форм растительности. Почвенное плодородие представляет собой интегральный показатель, который определяется:

— богатством почв органическим веществом (гумусом, гуматами);

— кислотно-щелочными условиями;

— механическим составом;

— водным режимом;

— степенью аэрироваииости;

— запасами и доступными формами макро- и микроэлементов.

Особое значение имеет необходимость учета факторов биотической почвенной среды — микоризообразователей, нитрификаторов, денитрификаторов и др.

Биоиидикация почвенного плодородия может осуществляться по частным признакам (прямым или косвенным) и отдельным типам почв (маркировка границ зон и подзон). При оценке качества почв широко используются крупные почвенные беспозвоночные, растения и микробиологическая активность. Считается, что оценка биологической активности почв близка к оценке уровня плодородия (Вальков и др., 1999). Индикатором микробиологической активности служат ферментативная активность и ее профильное распределение (Личко, 1998; Казеев, 2003). Сравнительный анализ наиболее широко применяемых показателей эколого-биологического состояния почв проведен в работе К.Ш. Казеева и др. (2003). Зафиксирован следующий ряд биологических свойств почв по степени их устойчивости к антропогенным воздействиям: активность каталазы > активность инвертазы > активность уре- азы = активность фосфатазы > скорость разложения мочевины > целлюлазо- литическая способность > интенсивность накопления свободных аминокислот > фитотоксичность > численность микроскопических грибов > численность акти- помицетов > численность бактерий > численность спорообразующих бактерий.

При проведении мониторинга и диагностики состояния почв предлагается определять в первую очередь биохимические показатели как более чувствительные, менее варьирующие, менее трудоемкие и менее дорогостоящие по сравнению с микробиологическими показателями. Индикаторы общей численности основных групп почвенных микроорганизмов, определенные как методами прямой микроскопии, так и методом посева, являются малопригодными для биомоииториига, поскольку характеризуют только потенциальный запас микроорганизмов в почве. По ним нельзя достоверно судить, какая часть микроорганизмов находится в активном, а какая часть — в покоящемся состоянии. Кроме того, формирование и перестройка почвенного микробного сообщества имеют динамический и циклический характер (Бубнов и др., 2013). Общая численность основных групп почвенных микроорганизмов отличается столь значительным пространственным и временным варьированием, что оно часто перекрывает эффект воздействия антропогенного фактора.

Из биохимических показателей в первую очередь рекомендуются индикаторы изменения активности ферментов: каталазы, иивертазы, уреазы, фосфатазы и ряда других почвенных ферментов (Казеев и др., 2003). Однако для суждения о биологической активности и эколого-биологическом состоянии почвы недостаточно одного показателя, поскольку каждый из них отражает лишь какую-то конкретную сторону биохимических процессов в почве (Марчик, Головатый, 2011; Дадеико и др., 2013). Для достоверной оценки биологической активности почвы необходим набор наиболее информативных показателей, отражающих разные параметры биологического состояния. Поэтому в последнее время все больше внимания уделяется разработке интегральных индикаторов биологической активности почв, учитывающих их ферментативную активность в целом.

Показательным является не только участие вида в сообществе, по и его обилие, численность или проективное покрытие. Существуют следующие группы растений, приуроченные к различным по плодородию почвам: олиготрофы, мезотрофы, ме- гатрофы. В свою очередь, почвы подразделяются по плодородию: крайне бедные — А, относительно бедные — В, относительно богатые — С, богатые — D.

Олиготрофы: осока Carex pauciflora, багульник болотный Ledum palustre, вереск обыкновенный Calluna vulgaris— группа А (массовое развитие), В (единичные); белоус Nardus stricta, голубика Vacciniurn uliginosum, мирт болотный Chamaedaphne calyculata — группа А (с примесыо олиготрофиых), В (массовое развитие), С (с примесыо мезотрофиых).

Мезотрофы: кровохлебка Sanquisorba officinalis, тмин Carum carvi, костяника Rubus saxatilis, вероника дубравная Veronica chamaedris, ландыш майский Соп- vallaria majalis, майник двулистный Majanthemum bifolium, вейиик Calamagrostis lanceolata — группа В (массовое развитие), С (единичные).

Мезотрофы: бор развесистый Millium effusum, ежа сборная Dactylis glomerata. купырь лесной Anthriscus sylvestris, борщевик сибирский Heracleum sibiricum, дву- кисточник Digraphis arundinaceae — группа С (массовое развитие), D (единичные).

Мегатрофы: проломник Mercuriales perennis, осока лисья Carex vulpina, повой Calystegia sepium, хмель Humulus lupulus — группа D (массовое развитие).

Наряду с сосудистыми растениями мхи и лишайники также являются падежными индикаторами почвенного плодородия.

На крайне бедных почвах (Л) произрастают лишайники Cladonia rangiferina, С. alpestris, С. sylvatica, Peltigera aphtosa и мхи Polytrichum juniperinum, P. piliferum, Sphagnum compactum, S. Dusenii.

Относительно бедные почвы (В) индицируются в условиях среднего увлажнения субстрата развитием зеленых мхов Pleurozium schreberii, Dicranunn undulatum. При увеличении влажности субстрата они сменяются политриховыми мхами Polytrichum commune и Р. strictum.

На относительно богатых субстратах (С) при достаточном увлажнении доминируют зеленые мхи Hylocomium proliferum, Rhythidiadelphus triquetrus, Ptilium crista- castrensis. Индикатором этих почв при заболачивании является сфагнум Sphagnum russowii.

Богатые почвы (D) индицируются зелеными мхами Mnium cuspidatum и Rhodobrium roseum.

Л. Г. Раменским (1956) выделены 16 ступеней почвенного богатства по присутствию и обилию индикаторных видов (см. табл. 30).

Кроме того, для оценки плодородия почв показательна численность почвенных беспозвоночных (дождевые черви, многоножки, личинки хрущей, щелкунов, жужелиц и т. д.). Однако несмотря на очевидные достоинства (доступность, наглядность, наличие чувствительных видов — индикаторов многих свойств почвы и т. д.), зоологические и геоботанические методы диагностики и индикации почв в настоящее время па большей части пахотных землель малоприменимы.

Изменение плодородия почв и их истощение в результате агропроизводства является одним из наиболее часто встречающихся видов антропогенного воздействия. Почвенное плодородие формируется под влиянием агротехники, внесения удобрений, комплекса приемов мелиорации и т. п. Биоиндикаторными признаками уменьшения почвенного плодородия может служить снижение микробиологической активности почв, запасов биомассы и биопродуктивности биоценозов. В качестве биоиндикаторов могут быть использованы виды — индикаторы трофпости, а также показатели изменения их состава во времени.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
 
Популярные страницы