Біоіндикція ˮнуль-моментуˮ грунтоутворення
DOI:
https://doi.org/10.33730/2310-4678.3.2020.212606Анотація
Метою дослідження було визначити «нульовий момент» з точки зору розподілу за розмірами частинок різновікових відвалів гірських порід шахт Донбасу, їх режиму живлення, заростання ґрунтових водоростей. Для визначення видового складу ґрунтових водоростей були відібрані ранні зразки з 5 різновікових відвалів гірських порід таких шахт: «Південно-Донбаська-1», «ПівденноДонбаська-3» (зберігання гірських порід не більше 45 років); шахти №5 «Західне», «Трудівська» № 5 — біс, «Щурівка-1» (зберігання понад 100 років). Видовий склад ґрунтових водоростей та їх кількісний облік визначали відповідно до детермінант і методів, загальноприйнятих у ґрунтових та алгологічних дослідженнях: мікроскопія свіжовибраних ґрунтових, культурних методів, з
яких переважними були чашкові культури з агломераційними склянками на агаровому середовищі. Види водоростей визначались вітчизняними та іноземними детермінантами, форми життя — класифікацією Є. Штини, систематична будова — системою І. Костікова. Агрохімічні показники породи визначали за: рН води — ДСТУ 26483-85; перегній — ДСТУ 26213-91; нітратний азот — ДСТУ 4729; мобільний фосфор, обмінний калій — ДСТУ 4115-2002; розподіл за розмірами частинок — ДСТУ 4730:2007. Визначення гранулометричних фракцій шару породних відвалів 0–20 см шахт показує потенційне збільшення із віком відвалу дрібних фракцій та зменшення частки каменів
від 84% на відвалі шахти «Південно-Донбаська-3» до 48,7% на відвалі «Щурівка-1». За вмістом дрібні фракції майже досягають кам’яної фракції у відвалі шахти №5 «Західне» (45,4% та 54,6%), і переважають у відвалі шахти «Щурівка-1». Частка фракції мулистів на всіх відвалах не висока і не перевищує 1%, що свідчить про початок процесу формування структури. Забезпеченість гірських порід досліджуваних відвалів азотом дуже низька, рухомий фосфор дуже низький і низький («Щурівка-1» та шахтне управління № 5 «Західне»), обмінний калій дуже низький (<20). На поверхні смітників ми виявили 80 видів водоростей з 5 відділів, 6 класів, 17 порядків, 31 родини, 45 родів. Найменш представлені водорості з відділу Eustigmatophyta — 7 видів (8,7%), трохи більше — водорості з відділу Bacillariophyta — 10 видів (12,5%) та Xanthophyta — 12 видів (15,0%). На відвалах структура груп водоростей близька до структури фонових ґрунтів, де частка синьозелених водоростей становить 50 видів (39,1%), зелених — 40 (31,3%), жовто-зелених — 20 (15,6)%), діатомових водоростей — 14 (10,9%), еустигматів — 4 (3,1%). Bracteacoccaceae і Phormidiaceae домінували в сім’ях. Домінування хлорофітів та ціанофітів свідчить про степовий процес ґрунтоутворення. Вони характеризуються високою стійкістю до несприятливих умов життя. Поява водоростей в мінеральній породі є початком ґрунтоутворення.
Посилання
Mala hirnycha entsyklopediia [Small mining encyclopedia]. (2013). 1t. za red. V.S. Biletskoho. Donetsk: Skhidnyi vydavnychyi dim, 1936 s. [in Ukrainian].
Provedenie rabot po inventarizatsii istochnikov vyibrosov (porodnih otvalov: otchet NIR) [Carrying out of works on inventory of sources of emissions (waste heaps: the report of Research]. works). (2004). ZAO Tehnologicheskiy park «Uglemash», 701 s. [in Russian].
Popovych, V.V. Pinder, V.F. (2016). Osoblyvosti provedennia hirnychotekhnichnoho etapu re-kultyvatsii terykoniv u mezhakh Lvivsko-Volynskoho vuhilnoho baseinu [Features of the mining stage of re-cultivation of heaps within the Lviv-Volyn coal basin]. Visnyk LDU BZhD. 14. 93–101. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vldubzh_2016_14_12 [in Ukrainian].
Lisiecki, F.N., Goleusov, P.V., Kuharuk N.S., Chepelev O.A. (2007). Ekologicheskie aspektyi vosproizvodstva pochvenno-rastitelnogo pokrova v narushennyih gornodobyivayuschey promyishlennos-tyu landshaftah [Ecological aspects of soil and vegetation reproduction in landscapes disturbed by the mining industry]. Electronic scientific journal «Investigated in Russia». P. 2233–2250. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/217.pdf [in Russian].
Yeterevska, L.V. (1977). Rekultyvatsiia zemel [Land reclamation]. Kyiv: Urozhai, 125s. [in Ukrainian].
Pevzner, M.E., Kostovetsiy, V.P. (1990). Ekologiya gornogo proizvodstva [Ecology of mining]. Moskva: Nedra, 253 s. [in Russian].
Tomakov, P.I. (1994). Ekologiya i ohrana prirodyi pri otkryityih gornyih rabotah [Ecology and nature protection in opencast mining]. Moskva: MGU, 418 s. [in Russian].
Kabirov, R.R. (1997). Uchastie pochvennyih vodorosley v protsessah formirovaniya rasti-telnogo pokrova na otvalah Kansko-Achinskogo ugolnogo mestorozhdeniya (KATEK) [Participation of soil algae in the processes of vegetation formation on the dumps of the Kansk-Achinsk coal field (KATEK)]. Ekologiya, 3. 218–228. [in Russian].
Shushueva, M.G. (1988). Dinamika biomassyi pochvennyih vodorosley v lesnyih rekultiva-tsionnyih ekosistemah yuzhnogo Kuzbassa [Dynamics of soil algae biomass in forest reclamation ecosystems of the southern Kuzbass]. Botan. zhurnal., 73, 10, 1417–1423 [in Russian].
Rahmonov, O., Szymczyk, A. (2010). Relations between vegetation and soil in initial succession phases inpost-sand excavations [Relations between vegetation and soil in initial succession phases inpost-sand excavations]. Ecology, 29, 4, 412–429. https://doi.org/10.4149/ekol_2010_04_412
Negrutskiy, S.F. (1990). Fiziologiya i biohimiya nizshih rasteniy [Physiology and biochemistry of lower plants]. Kyiv: Vischa shkola, 192 s. [in Russian].
Maltseva, I.A. (2001). Pochvennyie vodorosli kak odin iz dopolnitelnyih faktorov ge-neratsii pochvennyih protsessov v lesnyih rekultivatsionnyih sistemah Zapadnogo Donbassa [Soil algae as one of the additional factors in the generation of soil processes in the forest reclamation systems of the Western Donbass]. Gruntoznavstvo, 1–2, 1, 81–86 [in Russian].
Shtina, E.A., Gollerbakh, M.M. (1976). Ekologiya pochvennyih vodorosley [Ecology of soil algae]. Moskva: Nauka. 143 s. [in Russian].
Rahmonov, O. (1999). Processes of overgrowing in the Błędów Desert (Southern Poland). University of Silesia: Faculty of Earth Sciences Publishing. 71 p. [in English].
West, N.E. Structure and function of microphytic soil crusts in wildland ecosystems of arid to semiarid regions. Advances in Ecological Research. 1990. V. 20. P. 197–223. https://doi.org/10.1016/s0065-2504(08)60055-0 [in English].
Jayne Belnap, Kimball Harper, Steven Warren. Surface disturbance of cryptobiotic soil crusts: Nitrogenase activity, chlorophyll content, and chlorophyll degradation. Arid Soil Research and Rehabilitation. 1994 V. P. 1–8. https://doi.org/10.1080/15324989309381373 [in English].
Evans, R.D., Lange, O.L. Biological soil crusts and ecosystem nitrogen and carbon dynamics. Biological soil crusts: Structure, function, and management. Ecological Studies. 2003. V. 150. P. 263–279. https://doi.org/10.1007/978-3-642-56475-8_20 [in English].
Eldridge, D.J. Biological soil crusts and water relations in Australian Deserts. Biological soil crusts: Structure, function, and management. Ecological Studies. 2003. V. 150. P. 315-325. https://doi.org/10.1007/978-3-642-56475-8_23 [in English].
Kabirov R.R., Gaysina L.A. (2009). Pokazateli produktivnosti pochvennyih vodorosley v nazemnyih ekosistemah. [Indicators of soil algae productivity in terrestrial ecosystems]. Pochvovedenie. M.: Nauka, 9. 1475–1480. https://www.researchgate.net/publication/272375903_Kabirov_RR_Gajsina_LA_Pokazateli_produktivnosti_pocvennyh_vodoroslej_v_nazemnyh_ekosistemah_Pocvovedenie_2009_No_12_S_1475–1480 [in Russian].
Chubuk, N.N. (2005). Ekologicheskaya harakteristika soobschestv pochvennyih vodorosley gorodskih ekosistem [Ecological characteristics of soil algae communities of urban ecosystems]: Sb. materialov III Mezhdunarodnoy konferentsii «Aktualnyie pro-blemyi sovremennoy algologii», Harkov, (19–22 aprelya). S. 177–178. [in Russian].
Jainendra Pathak, Haseen Ahmed, Prashant R. Singh, Shailendra P. Singh, Donat-P. Häder, Rajeshwar P. Sinha. (2019). Mechanisms of Photoprotection in Cyanobacteria Cyanobacteria From Basic Science to Applications. P. 145–171. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814667-5.00007-6 [in English].
Lingui Xue, Yong Zhang, Tengguo Zhang, Lizhe An, Xunling Wang. Effects of Enhanced Ultraviolet-B Radiation on Algae and Cyanobacteria. 2005. Critical Reviews in Microbiology, 31, 2, 79–89. https://doi.org/10.1080/10408410590921727 [in English].
Buchinskiy, I.E. (1963). Klimat Ukrainyi v proshlom, nastoyaschem i buduschem [Climate of Ukraine in the past, present and future]. Kyiv: Gosselhozizdat, 308 s. [in Russian].
Andreeva, V.M. (1998). Pochvennyie i aerofilnyie zelyonyie vodorosli (Chlorophyta; Tetrasporales, Chlorococcales, Chlorosarcinales) [Climate of Ukraine in the past, present and future]. Botanicheskiy institut im. V.M. Komarova RAN SPb, Nauka. 350 s. [in Russian].
Kostikov, I.Iu., Romanenko, P.O., Demchenko, E.M. et al. (2001). Vodorosti gruntiv Ukrainy (istoriia ta metody doslidzhennia, systema, konspekt flory) [Algae of soils of Ukraine (history and research methods, system, summary of flora)]; Kyiv: Fitosotsiol. tsentr. 300 s. [in Ukrainian].
Kondratieva, N.V. (1968). Synozeleni vodorosti — Cyanophyta [Blue-green algae — Cyanophyta]. Ch. 2. Klas hormohoniievi — Hormogoniopheceae. Vyznachnyk prisnovodnykh vodorostei Ukrainskoi RSR. Vyp. 1. Kyiv: Naukova dumka. 524 s. [in Ukrainian].
Kondratieva, N.V., Kovalenko, O.V., Prykhodkova, L. P. (1984). Synozeleni vodorosti — Cyanophyta [Blue-green algae. — Cyanophyta]. Ch. 1. Klas khrookokovi — Chroococcophyceae. Klas khamesyfonovi — Chamaesiphonophyceae. Vyznachnyk prisnovodnykh vodorostei Ukrainskoi RSR. Vyp. Kyiv: Naukova dumka. 388 s. [in Ukrainian].
Matviienko, O.M., Dohadina, T.V. (1978). Zhovto-zeleni vodorosti Xantophyta (Vyznachnyk prisnovodnykh vodorostei Ukrainskoi RSR. [Yellow-green algae Xantophyta (Determinant of freshwater algae of the Ukrainian SSR]. 10. Kyiv: Naukova dumka. 512 s. [in Ukrainian].
Moshkova, N.A., Gollerbah, M.M. (1986). Zelyonyie vodorosli. Klass Ulotriksovyie. Poryadok Ulot-riksovyie. Chlorophyta, Ulotrichophyceae, Ulotrichales. [Green algae. Ulotrix class. In order Ulotrix. Chlorophyta, Ulotrichophyceae, Ulotrichales]. (Opredelitel presnovodnyih vodorosley SSSR, 10. Leningrad. 360 s. [in Russian].
Prihodkova, L. P.(1992). Sinezelyonyie vodorosli stepnoy zonyi Ukrainyi [Blue-green algae of the steppe zone of Ukraine]. Kyiv: Naukova dumka. 218 s. [in Russian].
Shtina, E.A., Neganova, L.B., Shushueva M.G., Lanina R.I. (1978). Zadachi i metodyi izuche-niya vodorosley, razvivayuschihsya na promyishlennyih otvalah. [Tasks and methods of studying algae growing on industrial dumps]. Programma i metodika izucheniya tehnogennyih biogeotsenozov; Moskva: Nauka. S. 73–88 [in Russian].
Zubov, A.O. (2019). Ekolohichna nebezpeka porodnykh vuhilnykh vidvaliv u ahrolandshaftakh [Ecological danger of waste coal heaps in agrolandscapes]. Ahroekolohichnyi zhurnal. 12. https://doi.org/10.33730/2077-4893.2.2019.174013 [in Ukrainian].
Medvedev, V.V., Laktionova, T.N. (2011). Granulometricheskiy sostav pochv Ukrainyi (geneticheskiy, ekologicheskiy i agronomicheskiy aspektyi [Granulometric composition of soils of Ukraine (genetic, ecological and agronomic aspects)]; Harkov: Apostrof. 292 s. [in Russian].
Scherbina, V.V., Maltseva, I.A. (2012). Izmenenie bioraznoobraziya sinezelenyih vodorostey v usloviyah antropogennogo vozdeystviya. [Changes in the biodiversity of blue-green algae under conditions of anthropogenic impact]. Ekosistemyi, ih optimizatsiya i ohrana, 7, 270-274. https://cyberleninka.ru/article/n/izmenenie-bioraznoobraziya-sinezelenyh-vodorosley-v-usloviyah-antropogennogo-vozdeystviya [in Russian].
Tarchevskiy, V.V., Shtina, E.A. (1976). Razvitie vodorosley na promyishlennyih otvalah. Sovremennoe sostoyanie i perspektivyi izucheniya pochvennyih vodorosley v SSSR [Development of algae on industrial dumps. Current state and prospects for the study of soil algae in the USSR]: tr. mezhvuz. konf.; Kirov. S. 146–150 [in Russian].
Safonova, H.S., Reva, S.V.(2009). Zaselennia vyshchymy roslynamy zalizorudnykh vidvaliv Kryvbasu [Settlement of iron ore dumps of Kryvbas by higher plants]. Visnyk Dnipropetrovskoho universytetu. Biolohiia. Ekolohiia. 17, 2, 87–94. http://oaji.net/articles/2014/773-1400614201.pdf [in Ukrainian].
Chaika, M., Maltseva, I. (2013). Struktura ta ekolohichni osoblyvosti alhoflory porod-nykh gruntiv vuhilnykh vidvaliv Donetskoi oblasti. [Structure and ecological features of algae flora of rocky soils of coal heaps of Donetsk region]. Visnyk Lvivskoho universytetu. Seriia heohrafichna. 44, 379–387 http://dx.doi.org/10.30970/vgg.2013.44.1246 [in Ukrainian].
Shtina, E.A., Neganova, L.B., Elshina, T.A. (1985). Osobennosti pochvennoy algofloryi v usloviyah tehnogennogo zagryazneniya [Features of soil algoflora in the conditions of technogenic pollution]. Pochvovedenie, 10, 97–107 [in Russian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
