Спросить
Войти
Категория: Биология

СТАБИЛЬНЫЕ ИЗОТОПЫ УГЛЕРОДА В СОВРЕМЕННЫХ РАСТЕНИЯХ УРОЧИЩ КЛЮЧЕВОГО УЧАСТКА МАРРЕ-САЛЕ (ЗАПАДНЫЙ ЯМАЛ)

Автор: Кузнецова Анна Олеговна

Арктика и Антарктика

Правильная ссылка на статью:

Кузнецова АО., Иванова А.А., Слагода Е.А., Тихонравова Я.В. — Стабильные изотопы углерода в современных растениях урочищ ключевого участка Марре-Сале (Западный Ямал). // Арктика и Антарктика. -2020. - № 1. DOI: 10.7256/2453-8922.2020.1.32204 URL: https;//nbpublish.com/Hbrary_read_article.ptp?id=32204

Стабильные изотопы углерода в современных растениях урочищ ключевого участка Марре-Сале (Западный Ямал).

Кузнецова Анна Олеговна

младший научный сотрудник, Институт криосферы Земли ТюмНЦ СО РАН 625000, Россия, Тюменская область, г. Тюмень, ул. Малыгина, 86, каб. 20

ЕЗ mouse132008@gmail.com

Иванова Анна Андреевна

Младший научный сотрудник, Институт криосферы Земли ТюмНЦ СО РАН 625000, Россия, Тюменская область, г. Тюмень, ул. Малыгина, 86

И annaandruhovna@gmail.com

Слагода Елена Адольфовна

доктор геолого-минералогических наук Главный научный сотрудник, ТюмНЦ СО РАН 625000, Россия, Тюменская область, г. Тюмень, ул. Малыгина, 86

И eslagoda@ikz.ru

Тихонравова Яна Витальевна

кандидат геолого-минералогических наук Младший научный сотрудник, ИМЗ СО РАН 677010, Россия, республика Саха (Якутия), г. Якутск, ул. Мерзлотная, 36

ЕЗ tikh-jana@yandex.ru Статья из рубрики " Ландшафты холодных равнинных и горных регионов"

10.7256/2453-8922.2020.1.32204

Дата направления статьи в редакцию:

10-03-2020

Аннотация.

Исследования зависимости накопления стабильных изотопов углерода от условий произрастания в современных видах растений тундр весьма актуальны. Установлено, что одинаковые виды растений по-разному накапливают изотоп б 13С. Целью данной работы является выявление взаимосвязей содержания стабильного изотопа 13С в современных растениях с условиями произрастания типичных урочищ тундр Западного Ямала. На геокриологическом стационаре Марре-Сале были отобраны современные виды растений, произрастающие в условиях отличных по увлажнению и удаленности от моря. Современных виды растений определены с помощью атласов-определителей, содержания изотопов углерода с помощью изотопного масс-спектрометра DELTA V Advantage в лаборатории ЛБИТ (ИМКЭС СО РАН)В разных урочищах для одинаковых растений, подтверждено распределение изотопов углерода в зависимости от увлажнения: в сухих накапливается более тяжелый 13С, в увлажненных и влажных -более легкий. Установлено, что вблизи моря, одинаковые растения сухих и влажных урочищ накапливают более тяжелый б 13С за счёт влияния морских аэрозолей.

Работа выполнена в рамках темы госзадания Рег. № НИОКТР АААА-А17-117051850062-6 и при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-55-11005 «Механизмы, траектории и пятнистость изменений арктических экосистем, вызванных потеплением климата (КлимЭко)».

Введение

Геохимия стабильных изотопов позволяет получить важную информацию о биогеохимических циклах углерода в почвах, для характеристики геохимических потоков вещества в ландшафтах и оценки палеоусловий. Метод геохимии стабильных изотопов основан на зависимости изотопного состава углерода растений от биохимических

особенностей пути ассимиляции СО2 при фотосинтезе -Ш.

Существуют три основных типа фотосинтеза растений, каждый из которых характеризуется своими особенностями фракционирования изотопов углерода. Большая часть наземных растений (С3 тип) умеренной зоны, при фиксации углерода атмосферной СО2 использует цикл Кельвина. Менее распространены растения (C4 типа) произрастающие в аридных условиях с реакционным циклом Хетч-Слека фиксации углерода. Редко встречающийся и менее изученный тип растений - CAM,

произрастающие в условиях водного дефицита

Биомасса наземных растений типа С3 характеризуется значениями б13С = -22 ... -32%о (в среднем -27%). Вариации б13С растения С4 типа составляют -10 ... -18% (среднее значение -13%). Изотопный состав углерода растений САМ колеблется от -10 до -28%. Таким образом, фотосинтез — мощный механизм фракционирования стабильных изотопов

углерода в природе -Ш.

Исследования пыльцы лиственных деревьев показывают прямую зависимость накопления стабильного изотопа б13С от температуры — чем выше температура, тем больше ассимилируется тяжелого изотопа б13С; и обратную зависимость от суммы осадков — чем больше осадков, тем меньше ассимилируется изотопа б13С ^^

Исследования доказали присутствие "изотопной подписи" по трофической цепи "растения — почва — травоядные животные" J41. В частности, установлено уменьшение б13С в средиземноморских лесах, в основном из-за быстрого увеличения доступной влаги в почве и снижении конкурентоспособности J51.

Исследования лишайников в скальных растительных сообществах, показали, что во влажных условиях и при одинаковых температурах в них накапливается более тяжелый изотоп, в сухих — более лёгкий, в зависимости от влияния неблагоприятных макро- и

микроусловий среды (например, локальных условий освещения) [6, 7].

Изотопный состав углерода органического вещества морских водоемов, характеризует соотношение двух основных источников органического вещества: изотопно легкого (б13С < -25%) у наземных растений, поступающего со стоком и аэрозолями с континентов, и более изотопно тяжелого (б13С > -22%), синтезируемого морской воде бассейне фитопланктоном J81. Источники органического вещества в экосистемах умеренной зоны

моря хорошо различаются по величинам б13С, которые составляют для фитопланктона от -24 до -18%; макроводорослей от -20 до -11%; микрофитобентоса от -20 до -10%;

морских трав от -15 до -3% J91. Значения б13С в торфах центрального Ямала варьируют

от -28 до -25,5%

При применении изотопов углерода для палеореконструкций, в качестве интерпретационной базы, в основном, используют данные зарубежных источников, т.к. данных по современным растениям России мало. Проведенные в последнее десятилетие исследования частично восполняют эти пробелы для умеренных климатических зон, но иногда приведены противоречивые сведения о связи условий произрастания отдельных

видов растений с накоплением стабильных изотопов [1, 11 12]. Из этого следует, что для оценки разнообразия распределений изотопов углерода в биоте Арктической зоны, создания фактической базы изотопов углерода в почвах и мониторинга природных изменений на фоне современных изменений климата данных недостаточно.

Материалы и методы исследования

В 2018 году на ключевом участке Западного Ямала — мысе Марре-Сале были отобраны 68 видов современных растений. Для этого района характерно повышение среднегодовой температуры воздуха за 1970-2015 гг., которое составило около 2°С. Сход снега происходит в первой-второй декаде июня. Во второй декаде июня среднесуточная температура воздуха резко возрастает, это отражается на температуре

поверхности -Ш!. В 2018 г средняя летняя температура составляла +5,2°С, сумма

осадков - 141 мм [14].

Растения собраны в конце вегетационного периода (24-24 августа) в пределах типичной тундры III равнины, осложненной термокарстом. Местности Западного Ямала на ключевом участке геокриологических исследований Марре-Сале различаются характером и степенью эрозионного расчленения рельефа, заозерности и

заболоченности H5I. Растения собраны в следующих урочищах, расположенных на разном удалении от моря: дренированных водоразделах, на первом - со сплошным растительным покровом и втором — с песчаными раздувами; в низинах - хасырее, термоэрозионной ложбине и приозерном понижении долины ручья, а так же на свежей осыпи берега и пляже моря (рис. 1).

Рис. 1. Места сбора современных растений. Снимок из

В хасырее вокруг озера (рис. 2), расположенном в 1,2 км от моря, выделены две поверхности, различные по условиям обводнения. На низкой поверхности обводнённой заболоченной ложбины с кочкарным микрорельефом отобрано 10 видов мхов, травянистых и кустарничковых растений. На сухой и слабо увлажненной поверхности с полигональным рельефом, возвышающейся над ложбиной на 0,5-1 м собрано 13 видов — лишайники, мхи, травянистые и кустарничковые растения.

Рис 2. Места сбора современных растений в хасырее (А), ключевого участке Марре-Сале (т.581): в заболоченной ложбине с кочками (Б); на сухой полигональной поверхности (В).

На водоразделе 1 расположенном в 0,8 км от моря, с поверхностью осложненными выпуклыми дренированными полигонами полностью покрытом растительностью (рис. 3, А), отобрано 30 видов современных растений и грибов.

На водоразделе 2 в 10-150 м от моря дренируемом, сухом, с песчаными раздувами и остаточными кочками, полигональным рельефом (рис. 3, Б), отобрано 18 видов, включающих лишайники, травянистые и кустарничковые формы растений, а также перо полярной крачки Sterna paradisaea .

Рис 3. Места сбора растений на водоразделах ключевого участка Марре-Сале: А — задернованный дренированный водораздел 1 (т.582), Б — дренированный водораздел 2 с песчаными раздувами (т.583).

В увлажненном плоском ложе термоэрозионной ложбины, прилегающей к водоразделу 2 (рис. 4, А), собрано 19 видов мхов, травянистых и кустарничковых сосудистых растений, а вокруг озёрка в днище кольцевого оврага -10 видов травянистых растений и мхов.

В верхней части осыпи на уступе берега моря (рис 4, Б) преобладают 2 вида травянистых растений, на пляже определены рачки отряда Pleocycmata , мшанки класса Gymnolaemata , панцирь Saduria entomon и водоросли рода Ascophyllum sp. и Fucus sp.

Рис. 4. Места сбора растительности вблизи моря: в верховьях термоэрозионной ложбины (А), на осыпи (Б).

Из определенных по атласам-определителям [17-21] 68 видов сосудистых растений, мхов, водорослей и грибов повторяются 24 вида, произрастающих в изученных урочищах, которым соответствуют биотопы, представленные в таблице 1.

Таблица 1. Характеристика урочищ для сбора современных растений

Место отбора Условия увлажнения по в е рхно с ти, а в г ус т 2018 г Выс о та по в е рхнос ти над уровнем моря, м Б лиз о с ть моря , м

т.581 Хасырей. Низкая поверхность. Увлажненная поверхность, с затопленной ложбиной и участками между кочками 4-5 1200

Хасырей. Высокая поверхность. Увлажненная поверхность, с дренированными 6-7 1200

полигонами

т.582 Водораздел 1 Слабоувлажненная дренированная поверхность 28 800

Т.583 Водораздел 2 Сухая, дренированная по в е рхно с ть с песчаными раздувами 22 10-150

Термоэрозионная ложбина Увлажненная поверхность, с сухими кочками и слабоувлажненная 12-15 10-150

Приозерное понижение оврага Заболоченная, затопленная по в е рхно с ть 5-8 250-300

Осыпь Слабоувлажненная по в е рхно с ть 10-12 5-10

Пляж Морские условия 0-1 0-10

Изотопные отношения определены в ИМКЭС СО РАН, ЛБИТ с помощью изотопного масс-спектрометра DELTA V Advantage в конфигурации EA-MS, обеспечивающей соединение масс-спектрометра с элементным анализатором Flash 2000. Соотношения изотопов углерода 513С, %о, рассчитывались по формуле (1):

где 13С/12Собразец — отношение 13C/12C в исследуемом образце; 13С/12Сстандарт — отношение 13C/12C в стандартном образце. Погрешность трех параллельных измерений 513C не превышала ±0,2%.

Статистический анализ выполнен с использованием встроенных функций Excel Влияние природных факторов на динамику 513C в растениях оценивали с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA)

Результаты исследований

В доминирующих растениях типичной тундры и некоторых организмах приморской зоны определены содержания стабильных изотопов углерода. Вариации 513С в 68 пробах растений и морских организмов составляют от -32,1 до -17,9%. Биоформы наземных растений и морских водорослей представлены на рисунке 5. У кустарничков значения

513С измеряются от -32 (Vaccinium uliginosum ) до -26,3% (Empetrum nigrum ), у травянистых — от -32,1 (Tripleurospermum perforatum ) до -25,2 % (Carex sp.), у мхов — от -31,1 (Aulacomnium palustre , Pleurozium schreberi ) до -25,7% (Warnstorfia pseudostraminea ). Наибольший разброс значений выявлен для водорослей — от -28,5 (мшанки) до -17,9% (Ascophyllum sp. и Fucus sp.). Наименьший разброс для лишайников — от -25,5 (Peltigera aphthosa ) до -24,3% (Flavocetraria nivalis ). Перо крачки Sterna paradisaea содержит -18,1%, панцирь морского таракана Saduria entomon -22,9%.

Рис. 5. Экстремальные значения изотопного состава различных биоформ растений.

Для определения связи биоформы растений с накоплением стабильных изотопов б13С проведен дисперсионный анализ. Для кустарничков и травянистых растений

водораздела 2, получено подтверждение связи накопления б13С от типов биоформ — значение отношения Фишера F = 10,353, больше критического с уровнем значимости P = 0,015. Для растений термоэрозионной ложбины эта связь менее явная, т.е. значение отношения Фишера составило F =1,635, меньше критического с уровнем значимости P = 0,236.

Растения, произрастающие на низких поверхностях (5-7 м над уровнем моря), удаленные от моря имеют значения б13С от -31,2 (Betula nana ) до -24,3% (Flavocetraría nivalis ). Вблизи моря, на увлажненных низких поверхностях (0-15 м) содержание б13С в растениях от -30,9 (Bistorta vivípara ) до -26,3% (Empetrum nigrum ). На высокой

поверхности водораздела 1 (28 м) вдали от моря значения б13С измеряются от -31,1 (Betula nana ) до -24,4% (Flavocetraria nivalis ). На высокой поверхности водораздела 2

(2 м) близко к морю изотопное содержание б13С в растениях в пределах от -32 (Vaccinium uliginosum ) до -26,6% (Equisetum boreale ) (см. табл. 2).

В 10 видах растений, произраставших в увлажненных условиях хасырея (рис. 7, А) и двух видов растений термоэрозионной ложбины вблизи моря, изотопный состав углерода

имеет более легкий показатель б13С, чем в схожих видах более сухих условий водоразделов. Но выделены исключения: травянистые Empetrum nigrum , Eriophorum spp. и лишайник Flavocetraria nivalis во влажных условиях обладают более тяжелым

составом изотопа б13С.

Большинство современных растений, произрастающих во влажных условиях ложбины, хасырея и приозерного понижения в отличие от растений дренированных водоразделов,

имеют более легкий состав изотопа б13С. Исключения составляют: Arctous alpina , Vaccinium uliginosum , Eriophorum angustifolium , Flavocetraria nivalis , которые содержат более тяжелый изотоп б13С.

Таблица 2. Изотопный состав одинаковых видов современных растений Марре-Сале (значения б13С в %о)

Тип Места отбора т.581. т. 582.

№ Растение Хасырей Хасырей Водораз Водораз Терм

Низкая поверхность Высокая пов е рхно сть дел 1 дел 2 эрозион ложби

Кустарнички 1 Arctous alpina (L.) Nied. -29,7 -30,9 -29,;

2 Betula nana L. -31,2 -31,1
3 Empetrum nigrum L. -29,5 -27,6 -26,:
4 Vaccinium vitis-idaea var. minus Lodd. -29,9 -28,4 -28,
5 Vaccínium uliginosum L. -30,1 -32
6 Rubus chamaemorus L. -28,9 -27,2 -28,"
7 Salix glauca L. -29,7 -30/
8 Salix nummularia Andersson -29,6 -29,1
9 Salix polaris Wahlenb. -30,2 -29,9 -27,1

Травянистые 10 Armeria -30,2 -29,5

растения maritima (Mill.) Willd.

11 Bistorta vivipara (L.) Delarbre -30,0 -30/
12 Campanula rotundifolia L. -29,2 -28,1
13 Carex aquatilis Wahlenb. -30,
14 Carex sp. -27,8 -26,1 -26,3
15 Deschampsia sp. -29,2 -26,8
16 Equisetum boreale Bong. -26,9 -26,6
17 Eriophorum sp. -27,0 -28,1 -28/
18 Eriophorum angustifolium Honck. -25,3 -26,3
19 Festuca sp. -28,9 -30,20 Luzula wahlenbergii Rupr. -29,8 -29,;
21 Tanacetum bipinnatum (L.) Sch. Bip. -29,0 -27,4

Мхи 22 Sphagnum fimbriatum Wilson Dicranum bonjeanii De Not. -26,7 -28,"

23 Sphagnum fimbriatum Wilson -28,2 -27,7 -28,:

Лишайники 24 Flavocetraria nivalis (L.) Karnefelt et A. The 11 -24,3 -24,4

Рис. 6. Доминирующие растения: Empetrum nigrum и Carex sp. хасырея (А) Arctous alpina и Vaccinium uliginosum водораздела 2 (Б).

В слабо увлажненных, дренированных условиях водораздела 1 и водораздела 2 отобрано 6 схожих видов растений: Salix nummularia , Armeria maritime , Campanula rotundifolia , Deschampsia sp., Equisetum boreale , Tanacetum bipinnatum . Состав

изотопного состава б13С растений тяжелее у растений, произрастающих на водоразделе 2 в сухих, дренированных условиях, вблизи моря (рис. 7, Б).

Растения, произрастающие на слабо увлажненной полигональной поверхности хасырея (вдали от моря) имеют более легкий состав изотопа углерода, чем растения, произрастающие в увлажненных условиях термоэрозионной ложбины вблизи моря. Растения Equisetum boreale и Sphagnum fimbriatum , произрастающие в сильно увлажненных условиях приозерного понижения вблизи моря содержат более легкие

изотопы углерода 513С, изотопный состав Eriophorum sp. — тяжелый 513С.

С помощью дисперсионного анализа выявлена слабая связь удаленности от моря на накопление 513C в растениях; фактическое значение отношения Фишера F = 2,566, меньше критического с уровнем значимости P = 0,14. Слабую связь содержания 513С с разными условиями увлажнения в зависимости от влияния моря показывает значение отношения Фишера F= 0,983, меньше критического с уровнем значимости P = 0,331.

Обсуждение результатов

Значения 513С в изученных типичных для тундр Западного Ямала растениях колеблются от -32,1% до -24,3%, что обусловлено преобладанием в них фотосинтеза С3-типа, так

же как и в торфяных почвах ИШ. Значения 513С водорослей на пляже колеблется от -28,5% до -17,9%, что может указывать на наличие фитопланктона на водорослях, имеющих более тяжелый состав изотопа 513С ^^

Растения, произрастающие в увлажненных условиях хасырея в отличие от растений дренированного водораздела 1, расположенных на одинаковом удалении от моря, в большинстве случаев имеют более легкий состав 513С (рис. 9, 1), что характерно для увлажненных континентальных условий Арктической зоны. Исключения — пушицы Eriophorum sp. и E . angustifolim имеют в увлажнённом хасырее более тяжелый состав

изотопа 513С, чем на водоразделе 1, что связано с благоприятными условиями и поздним цветением для этих видов В лишайнике Flavocetraria nivali в хасырее также повышена доля тяжелого изотопа 513С, что вызвано ухудшением диффузии CO2 в

насыщенных водой тканях [7].

*Вшраш.11 • Ek&^cpa :jí."l - +X¿íjri5C]r Л IípiK>5poiHoioii¡i;i<Hi№nwi tCjAtyum -&-11 пнуелвш

Рис. 7. Изотопный состав б13С в схожих видах растений, произрастающих в условиях отличных по увлажнению: 1 — условия, на одинаковом удалении от моря, но отличные по условиям увлажнения; 2 — условия отличные по уровню увлажненности, независимо от близости моря. О — Исключения.

Распределение значений б13С растений в зависимости от влажности на графике (рис. 9, 2) подтверждает влияние увлажнения на облегчение изотопного состава б13С. Исключения — более тяжелый состав б13С кустарничков Arctous alpina и Vaccinium uliginosum , обитающих во влажных условиях на суше, но вблизи моря, вероятно, связан приносом морских солей и аэрозолей.

Распределение значений б13С растений на графиках (рис. 10), подтверждает влияние

близости моря на содержание б13С в современных растениях [9, 24]. Чем ближе к морю,

тем тяжелее б13С у растений, произрастающих в дренированных условиях водоразделов, в сухих условиях водоразделов резче проявляется разница в содержании стабильных изотопов одинаковых растений. В низинах не зависимо от близости моря разница менее четкая.

Рис. 8. Изотопный состав б13С в схожих видах растений, произрастающих в условиях отличных по удаленности от моря: 1-2 — условия сходные по увлажнению, но различны по расстоянию от моря; 3 — условия, отличные по увлажнению и удаленности от моря.

По результатам дисперсионного анализа, более чёткая зависимость накопления б13С от типа биоформы наблюдается для кустарничков и травянистых растений водораздела 2.

Слабые связи накопления б13С в растениях с удаленностью от моря и условиями увлажнения местности с разной величиной значимости объясняются недостаточным количеством совпадающих видов растений с увлажненными условиями произрастания в низинах. Проведенное исследование современных растений в разных урочищах не дает

более сложную зависимость накопления б13С от температуры, увлажнения и близости моря на местностях типичной тундры.

Заключение

Исследование современных доминирующих растений на ключевом участке Марре-Сале Западного Ямала показало наличие связи накопления изотопа углерода б13С с внешними факторами: температурой воздуха, условиями увлажнения и дальности — близости моря.

Величины б13С от -32,1% до -24,3% современных наземных растений из разных урочищ Западного Ямала соответствуют характерным значениям для температурных условий тундровой зоны.

Меньшей реакцией на условия произрастания по величине б13С обладают лишайники, большей - водоросли.

Растения, произрастающие близко к морю накапливают наиболее тяжелый изотоп

углерода б13С. Вариации содержания изотопа б13С в одинаковых видах растений, произрастающих в сухих условиях вдали от моря, составляют от -30,1% до -26,9%;

вблизи моря — от -29,5% до -26,6%; во влажных условиях низин вблизи моря - от -29,2% до -26,3%, вдали от моря - от -29,9% до -28,9%.

Во влажных условиях тундры большинство растений имеют более легкий состав изотопа

013С. На одинаковом удалении от моря во влажных условиях хасырея вариации

содержания 013С в растениях колеблются в пределах от -31,2% до -28,9%. В дренированных условиях водораздела 1 схожие виды растений имеют более тяжелый

изотоп б13С — от -31,1% до -26,3%.

Отклонения в накоплении стабильного изотопа — более тяжелого б13С в пушицах Eriophorum sp. и E . angustifolim в увлажненных условиях, вероятно, связаны с благоприятными для произрастания условиями, а в лишайнике Flavocetraria nivali — с

неблагоприятными. Для уточнения закономерностей накопления б13С в зависимости от условий увлажнения, влияния моря и температуры воздуха необходим анализ больших видов современных растений тундры.

Библиография

1. Ковда И. В., Моргун Е. Г., Гонгальский К. Б. и др. Изотопный состав углерода компонентов ландшафта и его изменения в различных экологических условиях // Известия ран. Серия биологическая. 2016. №2. С. 216-224.
2. Эдвардс Дж., Уокер Д. Фотосинтез С3 и С4-растений: механизмы и регуляция: Пер. с англ. М.: Мир. 1986. 590 С.
3. Бляхарчук Т.А., Симонова Г.В., Ветрова О.В. Вариабельность отношения стабильных изотопов углерода в пыльце лиственных пород древесных видов в зависимости от погодных условий сезона вегетации.// Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2015. Т. 326. № 11. С. 128-134
4. Чимитдоржиева Г. Д., Жамсаранова С. Д., Баженова Б. А. Фракционирование изотопа 13 С в экосистеме районов Забайкалья // Вестник МГТУ. 2019. Т. 22. № 3. С. 441-448.
5. Giovanni Di Matteo, Piefrancesco Nardi, Gianfranco Fabbio. Detecting the physiological impact of forest managemen: the case of mediterranean coppice woodland. // Новые методы и результаты исследований ландшафтов в Европе, Центральной Азии и Сибири. Том 5. Планирование, управление и реабилитация ландшафтов /под редакцией академика РАН В.Г.Сычева, Л. Мюллера. - М.: изд-во ФГБНУ «ВНИИ агрохимии», 2018. с.155-159
6. Андросова В.И., Марковская Е.Ф., Семенова Е.В. Фотосинтетические пигменты лишайников рода Cladonia скальных лесных сообществ горы Оловгора (Архангельская область) // Успехи Современного Естествознания. 2015. №2. С.120
7. Бязров Л. Г. Пространственно-временные тренды соотношения величин стабильных изотопов углерода (Ö13C) в талломах эпифитного лишайника Hypogymnia physodes из Подмосковья и ряда районов Москвы // «Живые и биокосные системы». - 2013. -№ 3; URL: http://www.jbks.ru/archive/issue-3/article-1
8. Stein R., Macdonald R. W. The organic carbon cycle in the Arctic Ocean // Berlin; New York: Springer, 2004.-XIX, 363 p.: ill. (some col.), maps (some col.). ISBN 3-54001153-6
9. Rundel P. W., Ehleringer J. R., Nagy K. A. Stable Isotopes in Ecological Research // New York : Springer-Verlag, 1989.-XV, 525 p.: ill. ; 25 cm. ISBN 0387967125
10. Васильчук Дж.Ю., Буданцева Н.А., Гаранкина Е.В., Шоркунов И.Г., Васильчук Ю.К.

Изотопно-геохимические свойства торфяных почв территории месторождения Бованенково, центральный Ямал // Арктика и Антарктика. 2017. № 1. С.110-126. DOI: 10.7256/2453-8922.2017.1.22331.

11. Флора Таймыра // Информационно-справочная системаи^.: http://byrranga.ru/ (дата обращения: 16.02.2020).
12. Голубцов В. А., Рыжов Ю. В. Реконструкция ландшафтно-климатических изменений позднеледниковья и голоцена в центральной части Селенгинского среднегорья на основании данных изотопного состава органического вещества // Почвоведение, 2017, № 2, с. 195-204
13. Васильев А. А. , Облогов Г. Е., Стрелецкая И. Д., Федин В. А., Широков Р. С., Задорожная Н. А. Температурный режим верхнего горизонта многолетнемерзлых пород в переходной области от суши к морю на примере Западного Ямала // Криосфера Земли, 2017, т. XXI, № 4, с. 34-42
14. Архив погоды Марресале на лето 2018 просмотрено на сайте rp5.ru

https ://rp5. ru/%D0%90% D1%80% D1%85% D0%B8%D0% B2_%D0%BF%D0%BE% D0% B3%D0%BE % D0%B4 %D1%8B_ % D0%B2_%D0%9C % D0%B0%D1 % 80%D1%80 % D0%B 5%D1 %81%D0%B0%D0%BB%D0%B5 (дата обращения: 16.02.2020).

15. Крицук Л.Н. Подземные льды Западной Сибири. М.: Научный мир. 2010. 352 с.
16. Яндекс-Карты. Ямало-Ненецкий автономный округ. Марре-Сале. URL.:

https://yandex.ru/maps/?l = sat%2Csklll = 66.971576%2C69.649573z=12 (дата обращения: 16.02.2020).

17. Беляева И. В., Епанчинцева О.В., Шаталина А.А., Семкина Л.А. Ивы Урала: атлас-определитель. Екатеринбург: УрО РАН. 2006. 174 с.
18. Игнатов М. С., Игнатова Е. А. Флора мхов средней части европейской России. Т.1. Sphagnaceae - Hedwigiaceae. М.: КМК. 2003. С. 1-608
19. Игнатов М. С., Игнатова Е. А. Флора мхов средней части европейской России. Т.2. Fontinalaceae -Amblystegiaceae. М.: КМК. 2004. С. 1-608
20. Поспелова Е.Б., Поспелов И.Н. Флора сосудистых растений Таймыра и сопредельных территорий. Ч.1. М.:Товарищество научных изданий КМК. 2007. 457 с.
21. Цуриков А. Г., Храмченкова О. М. и др. Листоватые и кустистые городские лишайники: атлас-определитель: учебное пособие для студентов биологических специальностей вузов / М-во образования РБ, Гомельский гос. ун-т. им. Ф. Скорины. Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2009. 123 с.
22. Вадзинский Р. Статистические вычисления в среде Excel. СПб: Питер, 2008. 602 с.
23. Василевич В. И. Статистические методы в геоботанике. Л:Наука, 1969. 232 с.
24. Кулешов В. Н., Седаева К. М., Строганова Ю. Ю. Геохимия изотопов (513С, 518О) и условия образования Нижнесреднепермских отложений р. Сояны (архангельская обл.) // Литология и полезные ископаемые, 2011, № 3, с. 298-316.

Результаты процедуры рецензирования статьи

В связи с политикой двойного слепого рецензирования, данные о рецензенте не указываются.

Рецензия на статью

Стабильные изотопы углерода С13 в современных растениях урочищ ключевого участка Марре-Сале (Западный Ямал). (Журнал: Арктика и Антарктика)Рецензируемая статья посвящена изучению стабильных изотопов в районе Марре-Сале. К сожалению, история

изучения и освоения этой территории в статье не представлена даже кратко. А между тем участок Марре-Сале расположен на западном побережье полуострова Ямал (69°42& с.ш.; 66°49& в.д.) возле одноименной метеостанции, созданной еще в 1914 г. Это одна из трех первых морских метеостанций в Арктике. Деятельность станции, к сожалению, неоднократно прерывалась и полна героических и трагических страниц, особенно в 1920-1930-х гг. В целом текст статьи соответствует современному развитию историко-биологической науки, а также целям и тематике выбранного журнала. Содержание статьи соответствует теме, указанной в названии. Научная аргументация содержит необходимые компоненты: четко прослеживаются научная новизна, логичность, обоснованность и достоверность выводов. Метод стабильных изотопов стал не только уникальным инструментом для изучения в живом веществе биологических циклов, но и одним из главных методических достижений экологии в последние десятилетия и приоритетным научным направлением в Арктике. Вплоть до последнего времени основное внимание исследователей было сосредоточено на изучении стабильных изотопов в криогенной структуре района Марре-Сале, что вызвано меняющимся климатом в последние десятилетия, недаром, по данным метеостанции, среднегодовая температура воздуха здесь составляет около -7.7°С с 1961 по 1990 г. Местность Марре-Сале изрезана многочисленными оврагами, ручьями и реками, устья которых имеют широкие поймы и низкие топкие берега. Вблизи станции находятся многочисленные неглубокие промерзающие до дна пресноводные озерки и озера. Понижения между болотами преимущественно заболочены. Поверхностные грунты рыхлые, состоящие из суглинков и супесей. Они легко поддаются выветриванию и вымыванию. Такие физико-географические характеристики объясняют типологию местной растительности, которая представлена мхами, тундровым разнотравьем и кустарничками и хорошо отражены в иллюстрациях к статье (Рис. 1-4). Кстати, составленные таблицы, рисунки и формулы уместны, грамотно оформлены и названы и обоснованы для понимания текста. Анализ изотопного состава растительности позволяет проследить движение вещества через биологические системы и оценить интенсивность многих экологических процессов. В современной литературе степень биологического фракционирования стабильных изотопов рассматривается как биологический маркер состояния окружающей среды. Статья строго структурирована: введение, материалы и методы исследования, результаты исследований, Обсуждение результатов, выводы. Изучение многочисленной литературы автор завершил выводом, что исследования лишайников в скальных растительных сообществах, показали, что во влажных условиях и при одинаковых температурах в них накапливается более тяжелый изотоп, в сухих - более лёгкий, в зависимости от влияния неблагоприятных макро- и микроусловий среды (например, локальных условий освещения). Также убедительно доказывается, что имеющихся данных недостаточно для оценки разнообразия распределений изотопов углерода в биоте Арктической зоны, создания фактической базы изотопов углерода в почвах и мониторинга природных изменений на фоне современных изменений климата. Таким образом, вводная часть показывает, что автор правильно сформулировал предмет, актуальность и научную новизну проведенного исследования. Вторая часть статьи называется «Материалы и методы исследования». Этой части говорится, что в 2018 г. на мысе Марре-Сале отобраны 68 видов современных растений. При этом автор четко указывает, что растения собраны из шести типичных урочищ, расположенных на разном удалении от моря: дренированных водоразделах, на первом - со сплошным растительным покровом и втором - с песчаными раздувами; в низинах - хасырее, термоэрозионной ложбине и приозерном понижении долины ручья, а также на свежей осыпи берега и пляже моря (Рис. 1). Впечатляют объемы проведенных исследований, количество собранных растений и морской фауны, лабораторных анализов и их

изучение на базе Института мониторинга климатических и экологических систем Сибирского Отделения РАН В разделе «Результаты исследований» сказано, что наибольший разброс значений выявлен для водорослей - от -28,5 %о (Мшанки) до -17,9 %о (Ascophyllum sp. и Fucus sp.). Наименьший разброс для лишайников - от -25,5% (Peltigera aphthosa ) до -24,3% (Flavocetraria nivalis ). Для определения связи биоформы растений с накоплением стабильных изотопов 513С проведен дисперсионный анализ. Сделаны выводы, что большинство современных растений, произрастающих во влажных условиях ложбины, хасырея и приозерного понижения в отличие от растений дренированных водоразделов, имеют более легкий состав изотопа 513С. Исключения составляют те растения, которые содержат более тяжелый изотоп 513С. В разделе «Обсуждение результатов» говорится: чем ближе к морю, тем тяжелее 513С у растений, произрастающих в дренированных условиях водоразделов; в сухих условиях водоразделов резче проявляется разница в содержании стабильных изотопов одинаковых растений. В низинах, независимо от близости моря, разница менее четкая. Большой заслугой являются четкие выводы о том, что современные доминирующие растения связаны с накоплением изотопа углерода 513С при внешних условиях: температуры воздуха, условиями увлажнения и дальности - близости моря. Величины 513С от -32,1% до -24,3% соответствуют характерным значениям для температурных условий тундровой зоны; меньшей реакцией на условия произрастания по величине 513С обладают лишайники, большей - водоросли. Выводы, сформулированные в статье, согласуются с тенденциями научного поиска, отвечают целям и задачам исследования и не вызывают сомнений. В статье изложены и перспективы дальнейшего исследования региона, что демонстрирует ее высокий исследовательский уровень. Библиография насчитывает 23 названия русских и зарубежных авторов новейшей литературы и электронных ресурсов и представляет собой, фактически, анализ текущего состояния исследуемой проблемы. Библиография позволяет сравнить полученные данные с результатами изучения других регионов (Западной и Восточной Сибири, Забайкалья, Таймыра, Центральной Азии, Архангельской области и Подмосковья). Это внимательное отношение к изученному материалу делает выводы автора более убедительными и надежными для проверки. Проведенное исследование, безусловно, привлечет специалистов международного научного сообщества, будет востребовано коллегами и может быть основой для дальнейших интересных исследований и просветительской деятельности.

ВЛАЖНОСТЬ УГЛЕРОД ТУНДРА УСЛОВИЯ ПРОИЗРАСТАНИЯ СОВРЕМЕННЫЕ РАСТЕНИЯ БИОФОРМЫ ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ 13С РАСТЕНИЯ МОРСКОЕ ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ
Другие работы в данной теме:
Контакты
Обратная связь
support@uchimsya.com
Учимся
Общая информация
Разделы
Тесты