Беспозвоночные и позвоночные животные как биоиндикаторы состояния почвенных и наземных экосистем Руководитель научной школы: Доктор биологических наук, — презентация
Презентация была опубликована 6 лет назад пользователемЕлизавета Яблочкова
Похожие презентации
Презентация по предмету «Биология и Экология» на тему: «Беспозвоночные и позвоночные животные как биоиндикаторы состояния почвенных и наземных экосистем Руководитель научной школы: Доктор биологических наук,». Скачать бесплатно и без регистрации. — Транскрипт:
1 Беспозвоночные и позвоночные животные как биоиндикаторы состояния почвенных и наземных экосистем Руководитель научной школы: Доктор биологических наук, профессор Дмитриев Александр Иванович
2 осуществление подготовки молодых специалистов на основе многоступенчатой системы образования, включая бакалавриат, магистратуру, аспирантуру; вовлечение студентов, бакалавров и магистрантов в научно-исследовательскую работу; выполнение курсовых работ с использованием современных методов исследования, экспериментальной базы НОЛ «Биотехнология» и библиотеки НГПУ; участие в учебно-методической работе: написание методических и учебных пособий, учебников; обеспечение современного уровня фундаментальных и прикладных работ в области биологии, использование новейших результатов исследований в учебном процессе; выполнение научно-исследовательских проектов в рамках региональных, федеральных и международных программ, вовлечение в эти исследования студентов и аспирантов; проведение школ молодых ученых, семинаров и конференций в рамках тематики НОЛ «Биотехнология» для аспирантов, студентов и молодых сотрудников; развитие внешних связей в области науки и образования на основе существующих и установления новых контактов с высшими учебными заведениями и научными центрами России, стран ближнего и дальнего зарубежья. Назначение научной школы
3 Состав научной школы
4 Место научно-исследовательской деятельности научной школы в образовательных программах вуза Биологическое направление НГПУ им. К. Минина активно развивалось с момента образования университета. Проводимые научные исследования обеспечивают подготовку квалифицированных специалистов в области биологической науки, способствуя формированию умений интегрировать знания соответствующих дисциплин, их преемственности. Кафедра биологии и химии за годы своего существования превратилась в учебно-научный центр по подготовке высококвалифицированных специалистов. С 2015 года на базе кафедры организована НОЛ «Биотехнология», которая будет преемников достижений научно-исследовательской лаборатории «Экология и биоиндикация» в области внедрения полученных результатов в образовательных программах вуза.
5 Участие студентов в работе научной школы В научной работе активно участвуют студенты биологического направления. Научные исследования студенты выполняют, начиная со второго курса, по индивидуальному плану под руководством опытных преподавателей на правах сотрудничества. Некоторые из студентов имеют совместно с научными руководителями публикации, успешно выступают с докладами на научных конференциях молодых ученых. Лучшие выпускники рекомендуются в аспирантуру.
6 Реальные и потенциальные партнеры научной школы Партнерами кафедры биологии и химии и НОЛ «Биотехнология» являются: Кафедра экологии ННГУ имени Н.И.Лобачевского (Н. Новгород); Лаборатория биотехнологии и экологического мониторинга ООО «Элитхоз» (Н.Новгород); Лаборатория микроэволюции млекопитающих Института Проблем Экологии и Эволюции имени А.Н.Северцова РАН (Москва); ФГБУ Государственный природный биосферный заповедник «Керженский» (Н.Новгород).
7 Основные результаты деятельности научной школы Научное направление кафедры неоднократно поддержано хоздоговорной деятельностью Министерством экологии и природных ресурсов Нижегородской области («Экологическое обоснование выбора площадки под строительство Нижегородской АЭС гг.; «Оценка воздействия строительства и эксплуатации подъездного железнодорожного пути Нижегородская АЭС – станция Велетьма и автомобильной дороги с. Чудь – Монаково – Горицы – ст. Левино на окружающую среду», 2012 г.; «Экологический мониторинг объектов животного мира в зоне строительства Нижегородской АЭС», 2012 г.; «Современное состояние и прогноз функционирования животного мира на территории Нижегородской области в зоне влияния Чебоксарского водохранилища при наполнении до НПУ 68 метров», 2011 г.; «ООПТ Нижегородской области в зоне подтопления Чебоксарского водохранилища при наполнении до НПУ 68 метров (современное состояние, прогноз функционирования и минимизация ущерба)», 2011; «Современное состояние и прогноз функционирования животных сообществ на территории, затрагиваемой строительством Нижегородского низконапорного гидроузла и создаваемого им водохранилища», 2014 г. и ФГБУ Государственный природный биосферный заповедник «Керженский», гг.
8 Стратегия развития научной школы Освоение современных методов научно- исследовательской и учебно-воспитательной работы по направлению бакалавриата, магистратуры и аспирантуры; Подготовка квалифицированных специалистов по направлению бакалавриата и магистратуры; Подготовка квалифицированных специалистов в рамках аспирантуры «Биологические науки» профиль Зоология; Организация научно-образовательной деятельности на базе НОЛ «Биотехнология».
9 Беспозвоночные и позвоночные животные как биоиндикаторы состояния почвенных и наземных экосистем Спасибо за внимание!
Источник
Биоиндикация состояния почвы МИКРОБИОТА — презентация
Презентация была опубликована 3 года назад пользователемНадежда Антропова
Похожие презентации
Презентация на тему: » Биоиндикация состояния почвы МИКРОБИОТА » — Транскрипт:
1 Биоиндикация состояния почвы МИКРОБИОТА Работу выполнила: Гурьянова Надежда
высокая динамичность микробиологических показателей в про» title=»Микробиологическая и биохимическая характеристики почв наиболее сложные разделы почвенной биоиндикации. М/о — чуткие индикаторы, резко реагирующие на различные изменения в окружающей среде. => высокая динамичность микробиологических показателей в про» > 2 Микробиологическая и биохимическая характеристики почв наиболее сложные разделы почвенной биоиндикации. М/о — чуткие индикаторы, резко реагирующие на различные изменения в окружающей среде. => высокая динамичность микробиологических показателей в пространстве и во времени. Кроме того, неравномерность распределения микрофлоры в почвенной толще, обусловливающая пестроту значений численности м/о и требующая многократности анализов, недостаточная разработанность микробной систематики и идентификации видов, усложняют использование микробиологических показателей в диагностических целях. высокая динамичность микробиологических показателей в про»> высокая динамичность микробиологических показателей в пространстве и во времени. Кроме того, неравномерность распределения микрофлоры в почвенной толще, обусловливающая пестроту значений численности м/о и требующая многократности анализов, недостаточная разработанность микробной систематики и идентификации видов, усложняют использование микробиологических показателей в диагностических целях.»> высокая динамичность микробиологических показателей в про» title=»Микробиологическая и биохимическая характеристики почв наиболее сложные разделы почвенной биоиндикации. М/о — чуткие индикаторы, резко реагирующие на различные изменения в окружающей среде. => высокая динамичность микробиологических показателей в про»>
3 Анализ микробного сообщества, возможен с точки зрения их структур: функциональной, морфологической, таксономической, экологической.
4 Функциональная структура групп соотношение разных групп: «физиологических» (азотфиксаторы, аммонификаторы, нитрификаторы, денитрификаторы и т.д.) эколого-трофических (гидролитики, олиготрофы и т.д.)
5 Функциональная структура Соотношение физиологических групп изучается методом посева на различных средах. Такая характеристика часто встречается в научной литературе. Однако авторам не удается выявить достоверную корреляцию между соотношением физиологических групп и определенными типами почв/генетическими горизонтами. Такая структура является очень консервативной и мало зависит от почвенных характеристик. В настоящее время доказано, что одни и те же виды м/о могут в разных условиях осуществлять даже противоположные физ. процессы. Пр: азотфиксацию и денитрификацию, окисление и восстановление. принципе дублирования В то же время каждый физиолого- биохимический процесс в почве строится на «принципе дублирования» (Д.Г. Звягинцев), т.е. на функционировании нескольких дублирующих друг друга групп м/о.
6 Функциональная структура С точки зрения пищевых предпочтений м/о и на основе взаимодействия эколого-трофических групп предлагаются различные схемы функционирования микробной системы. Так, С.М. Виноградский разделил почвенную микрофлору на две эколого- трофические группы: зимогенную (используют растительные остатки, поступающие в почву) Пр: неспорообразующие бактерии родов Pseudomonas, Proteus, различные виды бацилл (Bacillus subtilis, Bac. mesentericus и др.)) автохтонную (истинно почвенная группировка, использующая гумусовые соединения). Пр: актиномицеты и про актиномицеты (различными видами рода Nocardia) Е.Н. Мишустин дополнил их олиготрофной (способны существовать на бедных пит в-ми субстратах, завершают процесс минерализации орг. в-тв) Пр: включает ряд специфических видов сапрофитных м/о автотрофной/хемолитотрофной (трансформаторы минеральных соединений почвы).
7 Функциональная структура Следует учитывать, что большинство м/о в почве находятся в виде ассоциаций, партнерами которых могут быть представители различных таксономических и эколого- трофических групп, Пр: микоплазмы на гифах грибов, спириллы в слизи микобактерий, актиномицеты с водорослями и т.п. В каждом варианте механизмы взаимодействия различны и не могут укладываться в единую схему функционирования. 10 типов микрофлор Г.А. Заварзин выделил 10 типов микрофлор, взаимодействующих друг с другом в соответствии с их трофическими возможностями, в сочетании с их соотношением с эко f.
8 Морфологическая структура набор и соотношение групп микробных клеток разных форм и размеров, наблюдаемых при прямой микроскопии почв («микробные пейзажи»). Точность описания морфологической структуры зависит от точности используемого метода. Для БИ морфологического описания микробных сообществ недостаточно, т.к. часто «микробные пейзажи» разных типов почв однообразны и сложно выявить их особенности
9 Таксономическая структура соотношение бактерий, грибов, актиномицетов в разных почвах. На основании таких соотношений дана микробиологическая хар-ка большинству типов зональных почв и выявлены такие закономерности: увеличение доли бацилл и актиномицетов с севера на юг увеличение бактериального вклада в процесс деструкции целлюлозы в южных почвах по сравнению с грибным в северных. Установлены закономерности распространения в почвах разных природно климатических зон бактерий, принадлежащих к разным таксонам (азотобактер, железобактерии, микобактерий и др.). Анализ видовой структуры микробных сообществ проводится крайне редко, что обусловлено сложностью и трудоемкостью видовой идентификации м/о.
10 Экологическая структура Набор и соотношение экологических групп м/о, например, их жизненных форм. Широко используется выделение групп м/о по отношению к тому/иному эко f Пр: соотношение аэробов и анаэробов — показатель состояния почвенной микрофлоры: спорообразующие анаэробные бактерии (клостридии) доминируют в почвах разных природных зон там, где идет активное разложение органического вещества, т.е. в верхних почвенных горизонтах. Клостридии перфрингенс
11 Экологическая структура По отношению к температурному f: мезофилы (развиваются во всех почвах), психрофилы (арктический и субарктический пояса), психротолерантные (бореальный), термотолерантные (тропический). По отношению к др. f среды (влажность, солевой режим, рН и др.) также выделяются специфические группы м/о. Бактерии Бациллус. бактерий рода Артробактер Микрококки лютеус бактерий из группы Bac. mesentericus
12 Таким образом, специфичность микробиоценозов разных почв отражается не столько валовыми характеристиками (численность, состав), сколько особенностями структуры. Выбор способа микробиологической оценки почвы зависит от целей индикационных исследований.
13 Микробиологические индикационные исследования требуют учета эколого-географических особенностей микробных сообществ. Попытка ряда исследователей перенести учение о природных зонах В.В. Докучаева на закономерности распределения почвенных м/о была безуспешной. Однако рядом исследователей (Е.Н. Мишустин, Н.А. Красильников, И.П. Бабьева, Д.Г. Звягинцев, З.И. Никитина и др.) было показано, что гео-кий f, резко изменяющий процесс превращения веществ в почве, влияет и на микробные ассоциации, участвующие в этих процессах, т.е. численность и соотношение различных группировок м/о в разных почвах определяется темпами разложения органических остатков и их количеством.
14 Для микрофлоры всех почв характерна сезонная, суточная динамичность, но она не стирает специфических признаков, определяющих состав микробонаселения отдельных почвенных типов. По мере движения с севера на юг: возрастает общая численность м/о в почве, увеличивается ее «биогенность» (насыщенность жизнью), увеличивается доля бацилл актиномицетов, работающих на более поздних этапах трансформации орг. в-ва, изменяется их видовой состав, снижается доля грибов, доминирующих на начальных этапах деструкционных процессов.
15 Такое распределение согласуется с особенностями трансформации орг. остатков в разных эко. условиях: в условиях теплого климата создаются условия для более глубокой переработки органики, и процессы деструкции идут энергичнее, что и создает благоприятные условия для развития бацилл и актиномицетов.
16 Кроме структуры одним из показателей особенностей микробных сообществ является запас латентных форм — микробный пул. Эта величина не зависит от сезона, а определяется особенностями самой почвы и факторами среды, которые влияют на почвенные свойства. Для характеристики микробиоценозов используется соотношение активных и латентных клеток, отношение min значений численности к их средней величине за определенный интервал времени (коэффициент резерва З.И. Никитиной), + собственно микробная биомасса, являющаяся важнейшей характеристикой интенсивности продукционного процесса почвенных м/о.
бактериальную во всех типах зональных почв (сравнимо с особенностями численности отдельных групп микрофлоры), но о» title=»Соотношение грибной и бактериальной биомассы в почвах (по И.П. Бабьевой, Г.М. Зеновой, 1989), г/м 2 Биомасса грибов в почвенной толще > бактериальную во всех типах зональных почв (сравнимо с особенностями численности отдельных групп микрофлоры), но о» > 17 Соотношение грибной и бактериальной биомассы в почвах (по И.П. Бабьевой, Г.М. Зеновой, 1989), г/м 2 Биомасса грибов в почвенной толще > бактериальную во всех типах зональных почв (сравнимо с особенностями численности отдельных групп микрофлоры), но особенно заметно преобладание грибной биомассы в лесных почвах бактериальную во всех типах зональных почв (сравнимо с особенностями численности отдельных групп микрофлоры), но о»> бактериальную во всех типах зональных почв (сравнимо с особенностями численности отдельных групп микрофлоры), но особенно заметно преобладание грибной биомассы в лесных почвах»> бактериальную во всех типах зональных почв (сравнимо с особенностями численности отдельных групп микрофлоры), но о» title=»Соотношение грибной и бактериальной биомассы в почвах (по И.П. Бабьевой, Г.М. Зеновой, 1989), г/м 2 Биомасса грибов в почвенной толще > бактериальную во всех типах зональных почв (сравнимо с особенностями численности отдельных групп микрофлоры), но о»>
18 Для микробиологической характеристики почв используют не только прямые методы учета м/о, но и косвенные – биохим. и физиологические. Пр: биом бактерий — по специфической для прокариот мурамовой кислоте. Микробную активность определяют по уровню АТФ, полифосфатов, содержанию ДНК и РНК, аминокислот.
19 Наиболее общими являются методы, позволяющие оценить суммарные био. процессы по исходным или конечным продуктам: активность почвенного «дыхания» по поглощению О2 или выделению СО2, активность азотфиксации по восстановлению ацетилена, аммонифицирующая активность по способности накапливать аммиачный азот и т.п.
20 Методы оценки ферментативной активности почв Особую группу составляют методы определения активности отдельных ферментов в почвах, характеризующие био. активность почв. При этом устанавливается не количественное содержание ферментов в почве, а их потенциальная активность.
21 Ферментативная активность почв результат совокупности процессов поступления, стабилизации и действия ферментов в почве. Вследствие комплексного источника поступления ферментов (микроорганизмы, растения, животные) почва является самой богатой системой по ферментативному разнообразию и ферментативному пулу (до 1000 ферментов). Активность почвенных ферментов: затрагивает превращения углерода, азота, фосфора, серы и ОВР отражает напряженность биохим. процессов в почве. + Роль ферментов: они осуществляют функциональные связи между компонентами экосистемы и, таким образом, ферментативная активность отражает функциональное состояние почвенного населения.
22 Для активности ферментативного пула большое значение имеют условия среды (субстрат, влажность, температура, рН и т.д.). Условия почвенной среды, оптимальные для м/о и высших растений, являются оптимальными и для ферментативной активности. Каждый отдельный эко f при различных сочетаниях других эко параметров будет иметь неодинаковое значение. Пр: в почвах лесостепной зоны большая доля варьирования ферментативной активности обусловлена дефицитом тепла, а в почвах степной — дефицитом влаги.
23 Почвы по ферментативной активности различаются в соответствии с их эколого- генетическими особенностями. Пр: в генетическом ряду от дерновоподзолистых почв к серым лесным и черноземам активность гидролитических ферментов возрастает в соответствии с увеличением общей микробиологической активности, содержанием гумуса и орг. сое-й азота и фосфора. дерновоподзолистые серые лесные чернозем
24 В пределах подтипов и разновидностей значение имеют уже др f: Пр: в пределах разновидностей черноземов активность отдельных ферментов определяется не содержанием орг. сое-й, а значениями рН и содержанием карбонатов, оказывающих ингибирующее влияние на активность гидролитических ферментов.
25 Почвы естественных ландшафтов имеют повышенную ферментативную активность. Сельскохозяйственное освоение снижает ее. Дальнейшая эволюция био. активности почв зависит от характера ее использования. Пр: окультуривание почв способствует росту активности некоторых ферментов. Развитие эрозионных процессов ухудшает основные почвенно-экологические параметры, контролирующие ферментативный пул, и приводит к снижению ферментативной активности почв. Степень эродированности адекватно отражается изменением, в частности, сахарозной и протеазной активности.
26 Т.о., относительный уровень ферментативной активности почв диагностирует интенсивность и направленность почвообразовательных процессов как в естественных условиях, так и при различных антропогенных воздействиях на почву. Для диагностики состояния почвы и происходящих в ней процессов необходимо знать актуальную био. активность. Почвенные м/о характеризуются тем, что, несмотря на их обилие, они могут длительное время находиться в состоянии покоя, переносить неблагоприятные условия и длительное время не реализовывать свою потенциальную активность, т.е. для м/о общая численность и биомасса могут совершенно не отражать их активность. Актуальная био. активность может быть определена через какой-то всеобщий процесс, осуществляемый всеми м/о или даже всей почвенной биотой, интенсивность которого можно измерить непосредственно в естественных условиях. Пр: показатели био активности: интенсивность выделения СО2 (почвенное «дыхание») и целлюлозоразлагающая способность.
27 ВЫВОДЫ Выбор метода оценки структурной организации почвенных микробиоценозов определяется задачами индикационных исследований; Точность микробиологической и биохим. диагностики и индикации почв связана с комплексным подходом, т.е. совместным использованием прямых и косвенных методов; При характеристике микробных сообществ различных почв необходим учет эколого-географических особенностей микробиоценозов.
Источник