Введение к работе
Актуальность проблемы. Меромиктические озера, где наблюдается стратификация водной толщи, отличаются разнообразием экологических условий для микробных сообществ. Стратификация физических, химических и биологических параметров водных экосистем - один из ключевых факторов, определяющих динамику экосистем меромиктических озер. Круговорот углерода в меромиктических водоемах отличается от такового в обычных водоемах умеренной зоны (Горленко и др., 1977; Заварзин, 2004). Уникальный химический состав воды и разнообразие прокариотной жизни дали основание полагать, что подобные водоемы существовали на ранних этапах эволюции биосферы Земли (ZoBell, 1973; Заварзин, 1993; Parnachev, Degermendzhy, 2002). На данный момент в научной литературе мало работ, связанных с изучением роли стратификации в функционировании водной экосистемы как единого целого.
Настоящая работа посвящена исследованию влияния стратификации и сезонных изменений условий среды на пространственное распределение и интенсивность микробных процессов в содово-соленых озерах.
Целью работы являлось изучение пространственно-временных особенностей функциональной активности микробного сообщества цикла углерода в стратифицированных озерах Сибири.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
-
Определение физико-химических и гидрохимических условий среды в исследуемых озерах Сибири.
-
Определение общей численности микроорганизмов и численности микроорганизмов различных физиологических групп.
-
Определение скорости микробных процессов продукции и деструкции органического вещества в ледовом покрове, воде и донных осадках исследуемых озер.
-
Выявление пространственного распределения микроорганизмов и микробных процессов в исследуемых озерах.
-
Выявление сезонной и межгодовой динамики микробного сообщества и интенсивности микробных процессов в стратифицированном озере Доронинское.
Научная новизна. Впервые получены и обобщены данные по физико- химическим и биологическим характеристикам стратифицированного озера Доронинское в пространственно-временной динамике и в сравнении с другими меромиктическими и голомиктическими озерами. Выявлено, что в летний период микробные процессы продукции и деструкции органического вещества идут интенсивнее, чем в подледный период. Установлено, что большая часть органического вещества на терминальных этапах деструкции используется для бактериального восстановления сульфатов.
Теоретическая и практическая значимость. Проведенное исследование пространственно -временной динамики физико-химических и биологических параметров стратифицированных озер показывает тесную взаимосвязь абиотических и биотических факторов, определяющих функционирование экосистем озер. Вертикальный градиент температуры и плотности воды в стратифицированных водоемах способствует формированию различных экологических ниш, в связи с чем микробные процессы, протекающие в таких водоемах, существенно отличаются от таковых в мелководных голомиктических озерах. Полученные результаты расширяют представление об интенсивностях микробных процессов в стратифицированных озерах и о роли стратификации в функционировании микробного сообщества. Результаты исследования могут быть использованы в биотехнологии и бальнеологии, а также для экологического мониторинга озерных систем.
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на Всероссийской научной конференции с международным участием «Современные проблемы микробиологии Центральной Азии» (Улан-Удэ, 2010), II Международной научной конференции «Разнообразие почв и биоты Северной и Центральной Азии» (Улан-Удэ, 2011), Международной научной конференции «Экология и геохимическая деятельность микроорганизмов экстремальных местообитаний» (Улан-Удэ - Улаанбаатар, 2011), III Республиканской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Экологические проблемы Байкальского региона» (Улан-Удэ, 2012).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 научных работ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на
