Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Резниченко И.С. 1

---

1 ФБГОУ ВПО «Омский Государственный педагогический университет им.»

Изучено влияния выбросов Среднеуральского медеплавильного завода на различные показатели малого красного червя в условиях вермикультивирования. Отбирались сборные пробы почвы и подстилки из трёх площадок в зоне 5 км от завода и 3 площадок в зоне 30 км от источника эмиссии. В пластиковые сосуды помещались по 10 половозрелых и ювенильных особей L. rubellus. Изучались следующие показатели: выживаемость, вертикальное распределение, возрастная структура, продуктивность, выход ювенильных особей из коконов. Наблюдалось постепенное снижение численности червей на загрязнённых почвах в течение первых двух месяцев при небольшой продуктивности, затем откладка коконов прекратилась, и началось резкое вымирание люмбрицид вплоть до полного исчезновения. На контроле наблюдалась 87%-ая выживаемость дождевых червей. Откладка кокон началась через два месяца. Продуктивность в течение эксперимента оставалась постоянной. На загрязнённой почве черви смещались в нижние слои и отличались очень низкой активностью. В контрольных сосудах люмбрициды распределялись равномерно по слоям и отличались высокой активностью. На контроле наблюдался стационарный тип возрастной структуры, в почвах с 5 км – регрессивный.

Статья в формате PDF

146 KB

поллютанты.

токсичность

люмбрициды

вермикультивирование

1. Воробейчик Е.Л., Ермаков А.И., Гребенников М.Е., Голованова Е. В.,. Кузнецов А.В, Пищулин П.Г.//Биологическая рекультивация и мониторинг нарушенных земель: материалы Междунар. научн. конф., Екатеринбург, 4 – 8 июня 2007 г. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2007. – С. 128 – 149.

2. Воробейчик Е.Л. Популяции дождевых червей (Lumbricidae) лесов Среднего Урала в условиях загрязнения выбросами медеплавильных комбинатов // Экология. – 1998. – № 2. – С. 102 – 109.

3. Воробейчик Е.Л. Экологическое нормирование техногенных загрязнений / Е.Л. Воробейчик, О.Ф. Садыков, М.Г. Фарафонтов – Екатеринбург: УИФ «Наука». – 1994. – 280 с.

4. Криволуцкий Д.А. Индикационная зоология // Природа. – 1985. – № 7. – С. 86 – 91.

5. Лакин Г. Ф. Биометрия. – М.: Высш. шк., 1990. – 352 с.

6. Методические указания по определению тяжёлых металлов в кормах и растениях и их подвижных соединений в почвах. – М.: МСХ РФ, 1993 – 40 с.

7. Некрасова Л.С. Влияние медеплавильного производства на почвенную мезофауну // Экология. – 1993. – № 5. – С. 83 – 85.

8. Хотько Э.И. Почвенные беспозвоночные и промышленные загрязнения / Э.И. Хотько, С.Н. Ветрова, А.А. Матвеенко, Л.С. Чумакова– Минск: Наука и техника, 1982. – 264 с.

Введение

Тяжёлые металлы являются одним из наиболее распространенных и опасных загрязнителей окружающей среды [6, 8].

Изучение влияния этих ингредиентов загрязнения проводится преимущественно вокруг металлодобывающих и металлоперерабатывающих заводов в полевых условиях [3].

Показано, что дождевые черви являются наиболее многочисленной и чувствительной группой, реагирующей на загрязнение [2]. Большинство авторов отмечают снижение обилия люмбрицид, уменьшение таксономического разнообразия [4, 7]. Данные, касающиеся возрастной структуры дождевых червей и их вертикального распределения встречены нами лишь в нескольких работах и отличаются противоречивостью. Так Е. Л. Воробейчик (1998) в своей работе отмечает, что в зоне влияния Среднеуральского медеплавильного завода наблюдается сдвиг дождевых червей в сторону подстилки, при этом отмечается, что именно подстилка содержит максимальные концентрации поллютантов, вокруг же Красноуральского медеплавильного комбината, напротив, наблюдается смещение дождевых червей в нижние горизонты почв [1]. На основании вышеперечисленного можно сформулировать проблемный вопрос: какие изменения происходят с дождевыми червями в лабораторных условиях при фиксированных значениях факторов природной среды (влажность, температура и д.р.) в присутствии комплекса полютантов. Исходя из вышесказанного, целью данного исследования являлось: Изучение влияния выбросов Среднеуральского медеплавильного завода на различные показатели малого красного червя в условиях вермикультивирования. Для достижения данной цели, ставились следующие задачи:

1. Проанализировать выживаемость половозрелых люмбрицид под действием комплекса полютантов.
2. Изучить и сравнить продуктивность L. rubellus при наличии комплекса полютантов и на чистой почве.
3. Определить характер влияния комплекса полютантов в субстрате на выживаемость неполовозрелых особей.
4. Проанализировать возрастную структуру популяций L. rubellus.
5. Изучить влияние комплекса полютантов на вертикальное распределение малого красного выползка в субстрате.

Материал и методы исследования

Для эксперимента использовались пластиковые сосуды ёмкостью 2 л. На дно сосудов помещался крупный дренаж слоем 2 см. Сверху укладывался почвенный субстрат слоем 12 см. Для этого осенью 2007 года нами отбирались сборные пробы почвы и подстилки из трёх площадок в зоне 5 км от Среднеуральского медеплавилього завода и 3 площадок в зоне 30 км от источника эмиссии. В качестве подстилки использовался моховой пласт. В каждый сосуд помещались по 10 половозрелых и 5 ювенильных особей L. rubellus. Опыт проводился в пятикратной повторности для загрязнённых и трёхкратной для контрольных почв. Сосуд покрывался хлопковой тканью, которая закреплялась с помощью резинки, чтобы избежать миграций дождевых червей. половозрелых особей L. rubellus. Всего в эксперименте использовалось 120 особей.

Данные о содержании загрязняющих веществ в почве были предоставлены лабораторией экотоксикологии ИЭРиЖУрО РАН.

Для изучения вертикального распределения различных возрастных состояний и других параметров, почва в ящиках разбиралась послойно: 0 – 4 см, 4 – 8 см, 8 – 12 см. Почва по слоям выкладывалась на клеенку, и производился ручной разбор с фиксацией результатов методом конвертов. Обработка данных производилась с помощью стандартных статистических методов [5].

Результаты исследования и их обсуждение

Выживаемость половозрелых особей

Как видно из рис. 3, на контроле наблюдалась 53%-ая выживаемость особей (P˂0,05). При наличии полютантов, наблюдалась тенденция к снижению численности, по окончанию опытов, средняя численность особей составила 1,9 ос./сосуд (P˂0,05).

Рис. 3. Выживаемость половозрелых особей L. rubellus при наличии и отсутствии полютантов в почве

Продуктивность

В присутствии полютантов, наблюдался пик продуктивности, далее продуктивность упала до 0 (рис. 4), это предшествовало массовой гибели дождевых червей (P˂0,05). Возможно, это защитный биологический механизм, дающий популяции шанс выжить в неблагоприятных условиях. В экотоксикологии популяций этот эффект условно был назван эффектом «омоложения» популяции.

Рис. 4. Продуктивность L. rubellus при наличии и отсутствии полютантов в почве

На контроле кокны появились через 3 недели, после чего наблюдалась стабильно растущая продуктивность. К концу эксперимента в среднем она составила 1 кокон на сосуд (P˂0,05).

Выживаемость неполовозрелых особей

Как видно из рис. 5, в выживаемости неполовозрелых особей наблюдаются похожие тенденции, что и в откладке коконов червями. На контроле наблюдается 69% выживаемость неполовозрелых особей, что способствует постепенному увеличению численности популяции, не создавая избыточной плотности. При наличии полютантов динамика выживаемости почти равномерно спускается до 0 (P˂0,05).

Рис. 5. Численность неполовозрелых особей L. rubellus при наличии и отсутствии полютантов в почве

Возрастной спектр

На контроле наблюдается постепенное увеличение доли коконов, но в целом отмечается стабильный тип возрастного спектра. Как мы отмечали выше, количество половозрелых и неполовозрелых особей остаётся постоянным, постепенно увеличивается обилие коконов.

При наличии полютантов, к концу эксперимента популяция состоит практически из одних половозрелых особей. Это можно объяснить низкой выживаемостью неполовозрелых особей и небольшим выходом ювенильных червей из коконов.

Рис. 6. Возрастной спектр L. rubellus при наличии и отсутствии полютантов в почве

Вертикальное распределение в субстрате

Рис. 7. Вертикальное распределение половозрелых особей L. rubellus при наличии и отсутствии полютантов в почве

Как видно из рис. 7, на контроле черви очень подвижны, поэтому обнаруживаются во всех слоях субстрата. На загрязнённой почве черви смещались в нижние слои и отличались очень низкой активностью.

Заключение

1. Присутствие полютантов в субстрате способствует гибели малого красного выползка. Перед этим провоцируется высокая разовая продуктивность люмбрицид, на контроле наблюдалась 87% выживаемость дождевых червей.

2. На контроле наблюдается стационарный тип возрастной структуры, на загрязненной почве регрессивный, к концу эксперимента он представлен преимущественно половозрелыми особями.

3. Присутствие загрязняющих веществ в субстрате способствовало уменьшению подвижности дождевых червей и их перемещению в нижние слои почвы.

Рецензенты:

Сидоров Г.Н., д.б.н., профессор кафедры биологии ФБГОУ ВПО «Омский государственный педагогический университет», г. Омск.

Богданов И.И., д.б.н., профессор кафедры экологии ФБГОУ ВПО «Омский государственный педагогический университет», г. Омск.

Библиографическая ссылка