Изменение численности копиотрофной и олиготрофной микрофлоры верхового Усть-Бакчарского болота в процессе постпирогенного восстановления

Аннотация

Цель исследования. Изучить динамику численности копиотрофной и олиготрофной микрофлоры торфяных олиготрофных почв верхового Усть-Бакчарского болота в условиях постпирогенного восстановления.

Место и время проведения. Работы проведены на территории Усть-Бакчарского болота, расположенного в южно-таежной подзоне Западной Сибири в пределах Томской области в 2022–2024 гг.

Методы. На основе анализа архивных спутниковых данных выделены три контура пожаров 1999, 2003 и 2014 гг. Отбор образцов торфа провели на двух площадках – постпирогенной UBF1 (подвергшейся пожарам 1999 и 2014 гг.) и условно фоновой UB (пожар 1999 г.) из слоев 0–15 и 15–30 см, включая участки понижений и повышений. Численность микроорганизмов определяли методами разведения и высева на плотные питательные среды с дальнейшим подсчетом количества колониеобразующих единиц (КОЕ). Для анализа функциональной эколого-трофической структуры микробного сообщества болотных почв рассчитаны коэффициенты олиготрофности и минерализации.

Основные результаты. Установлено, что численность копиотрофной и олиготрофной микрофлоры в почвах Усть-Бакчарского болота была на сравнительно невысоком уровне, не превышая 1,7×10⁷ и 6,8×10⁷ КОЕ/г почвы, соответственно. На выбранном участке исследования (понижение или повышение) не обнаружено значительного повторяющегося в годовой динамике повышения или понижения численности копиотрофов и олиготрофов, а ее вариация в большей степени зависела от глубины отбора и года исследования. Действие пожара на изучаемых участках, на протяжении всего периода исследований приводило, в основном, к значительному снижению числа как копиотрофов, так и олиготрофов (до 44 раз) по сравнению с фоновыми участками, что связано с выгоранием растительного покрова в верхних слоях торфа. Число микромицетов также находилось на достаточно невысоком уровне (до 2,6×10⁵ КОЕ/г почвы). Влияние пожаров на обилие микромицетов неоднозначно: в 2022–2023 гг. отмечено их увеличение до 70 раз по сравнению с фоновыми участками, однако к 2024 г. произошло снижение до 2,6 раз на постпирогенных участках. Отмечено, что микромицеты в почвах верхового Усть-Бакчарского болота занимают, преимущественно, олиготрофные эколого-трофические ниши. На постпирогенных участках на протяжении исследований коэффициент олиготрофности был ниже (до 8 раз), что свидетельствует о снижении устойчивости функционирования болотной экосистемы и увеличении ее зависимости от поступления свежего органического вещества. Коэффициент минерализации был значительно повышен (до 28 раз), что отражает интенсификацию процессов разложения органического вещества на данном этапе.

Заключение. Полученные результаты демонстрируют, что пожары приводят к обеднению состава микробного сообщества и уменьшению численности основных эколого-трофических групп. Перестановка в структуре почвенной микрофлоры Усть-Бакчарского болота на постпирогенных участках приводит к уменьшению коэффициента олиготрофности и увеличению коэффициента минерализации. Учитывая сравнительно невысокую численность микрофлоры на исследуемых участках Усть-Бакчарского болота по сравнению с числом почвенных микроорганизмов в других болотных экосистемах, можно предположить, что исследуемая экосистема характеризуется замедленными циклами основных биогенных элементов.