| 16. |
Аннотация |
С возрастанием антропогенного влияния на природную среду, выражающемся как в локальном загрязнении в ходе хозяйственной деятельности человека, так и глобальном загрязнении через дальний атмосферный перенос, вопрос о накоплении микроэлементов во всех звеньях водных экосистем приобретает все большее значение. Озерно-болотные экосистемы Арктической зоны являются уникальными природными индикаторами, будучи наиболее чувствительными к изменениям природной среды в силу того, что имеют мерзлую торфяную залежь. Также ландшафтные комплексы севера Западной Сибири имеют важнейшую климаторегулирующую функцию на биосферном уровне, однако она до сих пор не учитывается должным образом при составлении глобальных моделей климатических изменений и углеродного баланса. В случае потепления климата, термокарст может охватить обширные пространства Арктической зоны (Кирпотин и др., 1995; 2003; 2008; Кравцова, Быстрова, 2009; Мульдияров и др., 2001; Callaghan et al., 1999; Kirpotin, Vorobiov, 1999). На данный момент экосистемы термокарстовых озер Западной Сибири изучены недостаточно, имеются лишь фрагментарные данные по их гидрохимическому составу и биогеохимическим циклам (Леонова, 2004; Леонова и др., 2005; Московченко, 2010; Савичев и др., 2011; Савченко, 1992; Страховенко и др., 2009; Страховенко, 2011; Audry et al., 2011; Kirpotin et al., 2011; Manasypov et al., 2014a,b; Pokrovsky et al., 2011; 2012; 2013; Shirokova et al., 2013 и др.). На сегодняшний день районы Западной Сибири с развитием многолетней мерзлоты активно осваиваются и являются предметом всестороннего изучения, что обуславливает актуальность биогеохимических и гидрохимических исследований экосистем термокарстовых озер данного региона. Одним из наиболее актуальных вопросов является установление фоновых концентраций химических элементов и их соединений в объектах природной среды. Биогеохимические исследования необходимы по нескольким причинам: для проведения фонового мониторинга с целью выявления содержания микроэлементов в растениях природных экосистем и эколого-биогеохимической оценки территории в целом. Перераспределение и миграция химических элементов в водных экосистемах теснейшим образом связаны с процессами, происходящими в населяющей их биоте. Известно, что микроэлементы могут быть активаторами или ингибиторами процессов роста, развития растений и регуляции их продуктивности. Они выступают как компоненты ферментативных систем или их коферментов. Биологическая избирательность позволяет растениям контролировать химический состав в определенных условиях. Многие химические элементы являются неотъемлемой частью физиологически необходимых живым организмам соединений, поэтому немаловажно располагать информацией об естественных концентрациях элементов в растениях. В связи с этим целью исследования является выявление уровня содержания химических элементов в сопряженных компонентах (донные отложения - озерная и поровая вода - растения-макрофиты) экосистем термокарстовых озер на меридиональном профиле Западной Сибири, а также факторов, которые его определяют. Растения-макрофиты являются неотъемлемым звеном накопления химических элементов в водных экосистемах. Водные растения-макрофиты имеют первостепенное значение для мониторинга металлов в водных экосистемах (Reid et al., 1975; Sinha, Pandey, 2003; Gupta, Chandra, 1998; Garg, Chandra, 1993; Ma et al., 1997 и др.). Использование водных растений (in situ) в оценке качества воды в течение многих лет является принятым для биомониторинга природной среды (Mohan et al., 1998; Lasat, 2002 и др.). Неподвижная природа макрофитов делает их особенно эффективным биоиндикатором загрязнения водных экосистем, т.к. они представляют реальные уровни загрязнения, присутствующие на территории произрастания. В данном исследовании планируется выделение модельных доминантных видов макрофитов (Menyanthes trifoliata L. (Вахта трехлистная), Carex aquatilis Wahlenb s. str. (Осока водная) и др.) для детального изучения их элементного состава. Комплексное биогеохимическое исследование экосистем термокарстовых озер также включает изучение естественных субстратов, на которых произрастают водные растения (донные отложения термокарстовых озер и поровые воды), а также окружающей их среды (озерная вода). Данный подход позволит рассчитать коэффициенты биологического накопления химических элементов растениями и уровни их перераспределения между средами. Изучение элементного состава органов растений (корни, стебли и листья) сделает возможным выявления уровней транслокации химических элементов в изученных видах растений. Проведение работ на меридиональном профиле Западной Сибири является ключевым в данном исследовании и позволит провести сравнительный анализ биогеохимических процессов в изученных экосистемах различных природных зон (от тундры до средней тайги) расположенных в различных зонах распространения многолетнемерзлых пород. Оригинальность и новизна проекта состоят в использовании современных методов исследования, комплексного подхода в изучении биогеохимического фона экосистем термокарстовых озер, сравнительному анализу полученных биогеохимических данных с материалами, ранее опубликованными другими исследователями. Основным результатом проекта будет детальная и всесторонняя оценка циклов химических элементов в системе донные отложения - озерная и поровая вода – растение-макрофит. |