Содовые озера Южного Забайкалья - уникальные экосистемы
Автор: Намсараев Баир Бадмабазарович, Бархутова Дарима Дондоковна
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Биология, география @vestnik-bsu-biology-geography
Рубрика: Краткие сообщения
Статья в выпуске: 1, 2018 года.
Бесплатный доступ
В степной зоне Южного Забайкалья встречаются содовые озера. Отличительными признаками вод содовых озер являются высокая минерализация и экстремально- щелочные значения рН. Такие условия обуславливают развитие в воде и донных осадках алкалофильных микроорганизмов, способных проводить биохимические реакции в щелочных условиях среды. Основную роль в продукции органического вещества в этих экосистемах играют цианобактерии, являющиеся структурной основой микробных матов. Содовые озера Забайкалья являются местами лечения и отдыха местного населения. Лечебный эффект содовых озер обусловлен физиологическим действием щелочной воды, концентрированным раствором солей рапы и комплексным воздействием иловых отложений. В создании биологически активных веществ в воде, рапе и илах участвуют аэробные и анаэробные микроорганизмы.
Забайкалье, содовые озера, алкалофильные микроорганизмы, цианобактерии, бактерии-деструкторы
Короткий адрес: https://sciup.org/148316907
IDR: 148316907 | DOI: 10.18101/2587-7143-2018-1-82-86
Текст научной статьи Содовые озера Южного Забайкалья - уникальные экосистемы
∗ Уважаемый читатель, редколлегия представляет Вам статью Баира Бадмабазаровича Намсараева совместно со своей ученицей Д. Д. Бархутовой, посвященной биологии и экологии соленых озер Забайкалья. В статье даны очень информативные и пионерные сведения по химическому составу вод, численности бактерий и структуре микробного мата содового оз. Хилганта, одной из уникальных и реликтовых экосистем планеты. Именно с этой небольшой публикации началось формирование успешной в России микробиологической научной школы профессора Б. Б. Намсараева. Текст печатается по: Намсараев Б. Б., Бархутова Д. Д. Содовые озера Южного Забайкалья — уникальные экосистемы // Экосистемы Южного Забайкалья: история изучения, оценка и проблемы сохранения биоразнообразия. Материалы научно-практической конференции. Улан-Удэ: Изд-во Бурят. гос. ун-та, 1998. С. 73–77.
В степной зоне Южного Забайкалья встречаются содовые озера. Они являются частью Великой степи, раскинувшейся от Черного моря до отрогов Хингана. Об их общепланетарном значении свидетельствует тот факт, что объем воды содово-соленых озер мира составляет 104 тыс. км² (Hammer, 1986).
В Забайкалье содовые озера расположены в основном в Даурии, Агинской степи, Селенгинской Даурии и Баргузинской долине. Степень озерности Восточного Забайкалья в этих зонах чрезвычайно высока, она достигает 15,8 при значении этого параметра для Забайкалья 0,5 (Локоть и др., 1991). Есть отдельные содовые озера в Кижингинском, Иволгинском и других районах Бурятии, а также в Улетовском районе Читинской области.
По химическому составу вод содовые озера Забайкалья различаются на карбонатные, сульфатно-магниевые. Тип вод этих озер обусловлен, в первую очередь, процессом углекислотного выщелачивания силикатных пород водосборной площади метеорными водами. Химический состав вод зависит также от усиленного испарения вод, что связано с высокой солнечной инсоляцией в этих широтах, процесса вымораживания вод в зимнее время и приноса химических элементов с атмосферными осадками.
Отличительными признаками вод содовых озер являются высокая минерализация и экстремально-щелочные значения рH. Значение концентрации солей в водах этих озер составляет от 2 до 140 г/л. В их составе преобладают NaHCO 3 (сода), Na 2 SO 4 (мирабилит), NaCl (поваренная соль) и другие. Значение концентрации ионов водорода в водах содовых озер варьирует от 8,87 до 11,2. Эти значения pH обуславливают развитие в водах и донных осадках этих озер алкало-фильных микроорганизмов, способных проводить биохимические реакции в щелочных условиях среды (Горленко и др., 1998). Численность аэробных и анаэробных алкалофильных бактерий в иловых отложениях содовых озер Забайкалья составляет 10–1000000 кл/мл (табл. 1).
Таблица 1
Численность бактерий в содовых озерах Забайкалья (lg клеток в мл)
|
Группа |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Аэробные Пептолитики |
4-5 |
3-6 |
4-5 |
4-6 |
3-5 |
4-5 |
|
Амилолитики |
4-5 |
4-6 |
4 |
5-6 |
4-5 |
3-5 |
|
Целлюлолитики |
3-4 |
2-4 |
3-6 |
1-4 |
2-5 |
1-3 |
|
Анаэробные Пептолитики |
3-5 |
3-5 |
5 |
3 |
2-5 |
3-5 |
|
Целлюлолитики |
1-2 |
1-4 |
2 |
1-2 |
1-2 |
3 |
|
Сульфатредукторы |
1-2 |
1-2 |
2-3 |
1-2 |
1-5 |
1-5 |
|
Метаногены. |
2-3 |
1-3 |
2-3 |
3 |
2-4 |
3-4 |
Примечание: 1 — Баруун Торей; 2 — Дабаса; 3 — Верхнее Белое; 4 — Цадом; 5 — Горбунка; 6 — Хилганта
В содовых озерах наблюдаются тесные взаимоотношения между бактериями-продуцентами органического вещества и бактериями-деструкторами, что обеспечивает устойчивость алкалофильного прокариотного сообщества. Компоненты этого микробного сообщества участвуют в замкнутых биогеохимических циклах углерода, азота, серы и фосфора. Основную роль в продукции органического вещества в этих экосистемах играют цианобактерии, являющиеся структурной основой микробных матов. В озере Хилганта выявлены цианобактериальные маты толщиной до 3 см (табл. 2). Самый верхний слой 0–0,1 см мата состоит из цианобактерий, под ними развиваются фототрофные эубактерии. В деструкции синтезированного ими органического вещества участвуют различные виды бактерий-деструкторов. Между слоями их развития отлагаются карбонаты и сульфиды.
По предположению академика Заварзина (1993), сообщества алкалофильных микроорганизмов являются реликтовым. Оно сохранилось в содовых озерах с архея и имеет возраст примерно 3,5 млрд лет. Устойчивость этих алкалофильных прокариотных сообществ обусловлена, в первую очередь, функционированием в них полных, замкнутых биогеохимических циклов С, N, S, и P, тесным сосуществованием продуцентов и деструкторов и эффективным использованием солнечной энергии.
Таблица 2
Описание микробного мата из озера Хилганта
|
Слой |
Горизонт, мм |
Толщина, мм |
Описание |
Микроорганизмы |
Минералы |
|
1 |
0–0,3 |
0,3 |
Светло-зеленый, салатовый |
Фотосинтетики |
|
|
2 |
0,3–1,8 |
1,5 |
Пурпурный, розовый, плотный, гранулярный |
Пурпурные серные |
|
|
3 |
1,8–4,8 |
3 |
Темно-зеленый, рыхлый |
Фотосинтетики |
|
|
4 |
4,8–6,8 |
2 |
Зеленый, плотный |
Деструкторы |
Карбонат |
|
5 |
6,8–8,1 |
1,3 |
Буро-коричневый |
Деструкторы |
Карбонат |
|
6 |
8,1–9,1 |
1 |
Белесый с зеленоватым оттенком |
Деструкторы |
|
|
7 |
9,1–9, 2 |
0,1 |
Темно-зеленая прослойка |
Фотосинтетики |
|
|
8 |
9,2–9,7 |
0,5 |
Зеленый гранулированный |
Деструкторы |
|
|
9 |
9,7–9,8 |
0,1 |
Темно-зеленый |
Фотосинтетики |
|
|
10 |
9,8–10,8 |
1 |
Темно-изумрудный, бирюзовый оттенок |
Фотосинтетики |
|
|
11 |
10,8–11,8 |
1 |
Зеленый |
Фотосинтетики |
|
|
12 |
11,8–12,8 |
1 |
Светло-зеленый, гранулированный |
Фотосинтетики |
|
|
13 |
12,8–14,3 |
1,5 |
Темно-изумрудный, плотный |
Фотосинтетики |
Карбонат |
|
14 |
14,3–18,5 |
4 |
Черно-зеленый, рыхлый |
Деструкторы |
Сульфид |
Содовые озера Забайкалья издавна используются местным населением как места лечения и отдыха (табл. 3). К ним относятся Киран, Хужирта, Горбунка и другие. Лечебный эффект содовых озер обусловлен физиологическим действием щелочной воды, концентрированным раствором солей рапы и комплексным воздействием иловых отложений. В создании биологически активных веществ в воде, рапе и илах участвуют аэробные и анаэробные микроорганизмы. Важными лечебными факторами, в синтезе которых участвуют бактерии, являются сероводород, сульфиды, органические кислоты, аминокислоты, витамины и т. д. Лечение на этих озерах показано при заболеваниях органов опоры и движения, нарушения обмена веществ, нервных, гинекологических и кожных заболеваниях.
Лечебно-содовые озера Забайкалья
Таблица 3
|
Озеро |
Район |
PH |
M, г/л |
Тип воды |
NaCl, г/л |
|
Киран |
Кяхтинский, Бурятия |
9,1 |
14 |
Гидрокарбонатно-хлоридная |
3,2 |
|
Хужирта |
Кижингинский, Бурятия |
10,18 |
3 |
Гидрокарбонатно-натриевая |
0,5 |
|
Угдан |
Читинская область |
7 |
Сульфатно-карбонатная |
||
|
Горбунка |
Агинский округ |
9,13 |
6,5 |
Сульфатно-магниевая |
0 |
|
Бормашовое |
Баргузинский, Бурятия |
2 |
Карбонатная |
||
|
Халза Нор |
Ононский, Читинская бласть |
78 |
Карбонатная |
||
|
Холбон |
Борзинский |
4 |
Карбонатная |
||
|
Холбо |
- « - |
4 |
- « - |
||
|
Барун Шибер-туй |
- « - |
9,27 |
31 |
Сульфатно-натриевая |
|
|
Шихалин Нур |
- « - |
9,88 |
94 |
- « - |
|
|
Амыкей |
- « - |
114 |
Карбонатная |
Примечание: М — общая минерализация воды
Ресурсы содовых озер также используются для подкормки и лечения овец, получения химических солей (соды, поваренной соли и мирабилита) для различных отраслей промышленности.
Исследования содовых озер Забайкалья, начатые в 20-х годах нашего столетия, продолжаются. Необходимо объединение усилий специалистов различных направлений — микробиологов, гидробиологов, химиков, геологов и т. д. — для рационального использования ресурсов содовых озер.
Список литературы Содовые озера Южного Забайкалья - уникальные экосистемы
- Горленко В. М., Намсараев Б. Б., Кулырова А. В. и др. Активность сульфатредуцирующих бактерий в донных осадках содовых озер Юго-Восточного Забайкалья // Микробиология. 1999. Т. 68. № 5. С. 664-670.
- Заварзин Г. А. Эпиконтинентальные содовые водоемы как предполагаемые реликтовые биотопы формирования наземной биоты // Микробиология. 1993. Т. 62. Вып. 5. С. 789-800.
- Содовые озера Забайкалья: Экология и продуктивность / Локоть Л. И., Стрижова Т. А., Горлачева Е. П. и др. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1991. 216 с.
- Saline lake ecosystems of the world / by U. Theodore Hammer. Dordrecht; Boston: Dr. W. Junk Publishers, 1986. 616 p.
