Вивчення біодеградації листя евкаліпу ... - Revue des Sciences de l’eau Journal of Water
Обмежений доступ до найновіших статей у журналах передплати було відновлено 12 січня 2021 р. Ці статті можна переглянути на порталі цифрових ресурсів однієї з 1200 установ-партнерів або передплатників Ерудіта. Більше інформації
Халід Бураада
Університет Сіді Мохамед Бен Абделла Фес, Факультет наук і техніки, Лабораторія функціональної екології та навколишнього середовища, BP 2202, Route d´Imouzzer, Фес, Марокко, Телефон: (+212) 661 519947
[email protected]
Маріам Ессафі
Регіональне управління охорони здоров'я Фес-Мекнеса Міністерства охорони здоров'я, охорони здоров'я та епідеміологічного нагляду, Регіональна лабораторія епідеміології та гігієни навколишнього середовища, Дхар Махраз (лікарня Аль-Гассані), Віль-Нувель, Фес 30000, Марокко
Отримано 15 травня 2015 року, прийнято 14 квітня 2016 року
Інтернет-публікація: 6 червня 2016 р
Випуск 29, випуск 2, 2016, с. 169–176
Набір інструментів
Тези доповідей
резюме
Ключові слова:
- Розкладання,
- листя,
- водне середовище,
- олеандр,
- евкаліпт,
- вимивання
Анотація
Ключові слова:
- Розкладання,
- листя,
- водний,
- олеандр,
- евкаліпт,
- вимивання
Тіло елемента
1. Вступ
З опаданням листя, яке є важливим джерелом енергії для спільнот водних тварин (ANDERSON and SEDELL, 1979; CUMINS et al., 1966; FISHER and LIKENS, 1973), набір фізичних, хімічних та складних біологічних препаратів, що призводять до мінералізація твердих частинок органічної речовини, а отже, і вивільнення біогенних елементів. Динаміка цих процесів значною мірою визначає мінеральне та азотне живлення водних рослин.
Розкладання листя у воді є результатом трьох різних фаз:
Вимивання: явище фізичного розчинення водорозчинних речовин у листі (NYKVIST, 1963; BUNN, 1988; WEBSTER і BENFIELD, 1986);
Мікробне розкладання: дія бактерій та грибів, які перетворюють рослинні органічні речовини на мікробні білки, щоб збільшити власну біомасу. Це мікробіологічне розкладання твердих частинок органічної речовини відбувається за допомогою позаклітинних мікробних ферментів, які зазвичай виділяються на краю клітинних поверхонь (SINSABAUGH et al., 1981; SINSABAUGH and LIKENS, 1990);
Дія безхребетних, особливо мацераторів, які атакують матрицю листя грубих залишків.
GESSNER та ін. (1999) вважають, що ці три стадії розкладання листя у воді працюють одночасно. Різні розкладачі (мацератори, гриби та бактерії) вносять свій внесок у процес різними способами, залежно від умов навколишнього середовища та якості підстилки (BERRAHOU, 1995).
Усі ці три фази також залежать від фізико-хімічних характеристик приймаючого середовища (температури, хімічного складу води, швидкості потоку тощо). У цій статті розглядається глобальний аспект та позитивні та негативні наслідки явища розкладання листя, яке є однією з основних характеристик гетеротрофного функціонування водних середовищ. Метою цього дослідження є оцінка взаємозв'язку між річками та сусіднім наземним середовищем, оскільки саме на рівні розділів суша/вода описуються основні етапи функціонування екосистеми.
Для оцінки швидкості розкладання твердих порід деревини деякі автори (IVERSEN, 1973, 1975; PETERSEN and CUMINS, 1974; REICE, 1974; SEDELL et al., 1975; NAIMAN and SEDELL, 1979; ROUNICK and WINTERBOURN, 1983; ANDERSON and al., 1984; PATTEE та ін., 1986) використовують різницю у втраті ваги порівняно з початковою вагою листового матеріалу, присутнього у зразках на різних стадіях розкладання.
Інші (CHERGUI та PATTE, 1988, 1991) припускають, що вимірювання втрати ваги з часом не описує розкладання досконало. Деякі уламки листя можуть відламатися, щоб згодом розкластися, на дні (BENFIELD et al., 1977), можливо, у спокійних ставках анаеробним шляхом (PETERSEN and CUMMINS, 1974), або бути вивезені за межі системи (FISHER et al., LIKENS, 1973). Вони рекомендують використовувати термін деградація замість розкладання.
2. Матеріали та методи
2.1 Вибір та урожай листового матеріалу
Для нашого дослідження ми вибрали листя двох видів рослин:
листя евкаліпта (Eucalyptus camaldulensis). Це дерево займає важливу частину рослинного покриву досліджуваної території (Айн Чкеф);
листя олеандру (Nerium oleander), виду, широко поширеного вздовж потоку Ен-Луалі, але який можна вважати чужим для досліджуваної території.
Листя обох видів збирали восени під час їх природного падіння. Потрібна була попередня сортування в лабораторії з подальшим перебуванням у духовці при температурі 40 ° C протягом 48 годин. Потім листя охолоджували в ексикаторі, потім зважували з точністю до 0,2 мг партіями приблизно по 2 г і, нарешті, зберігали у поліетиленових пакетах до використання.
2.2 Методи вивчення деградації листя у воді
Для моніторингу деградації мертвих листків у водних екосистемах різні автори, як правило, використовують дві методики: сітчасті мішки (IVERSEN, 1975; DE LA CRUZ and POST, 1977; WINTERBOURN, 1978; ROUNICK and WINTERBOURN, 1983; PATTEE et al., 1986) та пучки листя, прикріплені своїми черешками ниткою (PETERSEN and CUMMINS, 1974; BENFIELD et al., 1977).
Техніка розшарування листя імітує природні скупчення осіннього листя і, таким чином, забезпечує легкий доступ до всіх водних безхребетних, незалежно від їх розміру, що сприяє деградації, дуже близькій до природної деградації. Однак є кілька практичних проблем із використанням цієї техніки. З листям слід поводитись обережно, щоб не зламати черешки, коли їх збирають, і особливо коли вони виймаються з води. Деякі грубі уламки дійсно можуть відірватися і дрейфувати далі за течією, спотворюючи міру втрати ваги листя.
Техніка сітчастого мішка, навпаки, дозволяє відновити весь залишковий листовий матеріал. Недоліком використання цієї техніки є те, що залежно від розмірів мішків деякі представники водної фауни можуть бути виключені і, отже, не брати участь у процесі деградації листя. Крім того, ці мішки можуть складати субстрати для фіксації певних компонентів донної фауни, не будучи безпосередньо пов’язаними з процесом розкладання твердих частинок органічної речовини.
2.3 Техніка, використана в цій роботі
Для усунення згаданих вище проблем ми обрали техніку сітчастих мішків, але з мішками розміром 0,5 см., Що забезпечує легший доступ до більшості водних безхребетних, які втручаються в деградацію листя у воді. Саше використовували сторони 15 х 15 см. Заготовлені заздалегідь партії листя клали в мішок із двома-трьома каменями, щоб баластувати його на дні води. Потім мішки прикріплювали до прибережної рослинності за допомогою капронової нитки, потім розміщували у різних точках відбору проб. Кожен мішок мав невеликий пластиковий ярлик із зазначенням точної ваги аркушів.
2.4 Опис навчального середовища
Дослідження проводили в потоці Айн Чкеф (рис. 1). Це невеликий потік, який бере своє джерело в Ейн-Чкефі, приблизно за 7 км від міста Фес, на дні цирку крутих скель (координати Ламберта: X = 534,75; Y = 374) (TALASSE, 1953). Біля джерела вода поширюється в западині довжиною 4,5 м і шириною 3-4 м, перш ніж текти решту свого течії. Частина джерельної води використовується для постачання комплексу Айн Чкеф.
Розташування навчального середовища. Географічні координати Айн-Чкефа: широта = 38 ° 58′ пн. довгота = 3 ° 01′26′′х.ш .; висота = 540 м
Розташування місця дослідження. Географічні координати Аїн Чкеф: широта = 38 ° 58 ′ пн.ш .; довгота = 3 ° 01′26′′х.ш .; висота = 540 м
Водна рослинність складається з нитчастих зелених водоростей. Прибережна рослинність в основному складається з Equisetum fluviatilis, Scirpus lacustris, Salix sp. та Typha latifolia. Схили долини в основному вкриті Eucalyptus camaldulensis. Русло потоку в основному вкрите піском і місцями мулом з кількома каменями. У водній фауні домінують головним чином Gambusia affinis (дрібна риба, яка відіграє важливу роль у боротьбі з анофелами, поглинаючи велику кількість личинок), та Melanopsis, просокоподібний черевоногий молюск, який вважається головним агентом розширення листяних внесків прісна вода (CHERGUI and PATTE, 1991).
Пакетики листя (розподілені по партіях по три пакетики для кожної точки відбору проб) були розміщені вздовж берегів і замасковані під покрив прибережної рослинності, що виходить у воду та в лабіринт коренів, щоб уникнути будь-якого акту вандалізму.
2.5 Збір та обробка пакетиків
Кожні два тижні брали три пакетики для листя евкаліпта і ще три для листя олеандру. Після вилучення кожен пакетик листя негайно сунули у закритий поліетиленовий пакет, щоб запобігти відходу листяної фауни та втраті листяного матеріалу. Після надходження в лабораторію кожне саше обробляли наступним чином:
багаторазове промивання (на ситі 160 мкм) усіх листків (або принаймні фрагментів, що залишились) по одному, за допомогою щітки та під слабкою струменем води, щоб видалити детрит і мул. Ця операція вимагає великої обережності, і вона тим складніша, чим довше листя залишаються у воді;
сушіння залишкового листового матеріалу в духовці при температурі 40 ° C протягом 48 год;
новий вагою 0,2 мг після проходження через ексикатор.
Для кожної дати відбору проб втрата ваги листя оцінюється шляхом визначення залишкової маси листя у відсотках від наступної формули:
де Pr = залишкова маса (%), Pi = початкова маса листа (g) і Pf = кінцева маса листа (g).
3. Результати та обговорення
Після трьох з половиною місяців занурення у воду листя олеандру втратили понад 80% своєї початкової ваги, тоді як листя евкаліпта втратили лише 60% (рисунок 2). Листя олеандру фрагментуються і розпадаються швидше, ніж листя евкаліпта. Криві на малюнку 2, що виражають тимчасові зміни залишкової маси листя двох видів, показують, що:
для листя олеандру існує швидка перша фаза, яка триває близько 30 днів, під час якої листя втрачає більше 70% від початкової ваги, а друга, більш повільна та регулярна фаза, яка триває близько 80 днів, протягом якої втрата ваги листя не перевищує 10%;
для листя евкаліпта існує відносно швидка перша фаза тривалістю 45 днів, коли втрата сягає 30% від початкової маси листя, а друга повільніша і регулярна фаза триває 60 днів, протягом якої листя втрачають 20% своєї ваги.
Еволюція залишкової маси листя евкаліпта (а) та олеандру (б) у воді
Змінювати з часом вагу листя евкаліпта (а) та олеандра (б) у воді
Перша швидка фаза значною мірою відповідала б явищу вимивання. Внаслідок цього втрата ваги залежить від виду рослин, що розглядаються (POZO, 1993), їх структури, структури та вмісту у водорозчинних речовинах. Наприклад, для соснової хвої, розчинні речовини вимиваються повільно, тоді як для листової підстилки вимивання відбувається дуже швидко (NYKVIST, 1963). Друга, повільніша та регулярніша фаза з низькою втратою ваги листя обох видів відповідала б втручанню водних безхребетних. Щоденні коефіцієнти деградації евкаліпта та олеандру складають відповідно 0,0035 та 0,0067 (рисунок 3).
Експоненціальне моделювання деградації листя евкаліпта (а) та олеандру (б) у воді
Експоненціальна модель деградації листя евкаліпта (а) та олеандра (б) у воді
Це дозволяє листю евкаліпта зберігатись у воді щонайменше півроку, не будучи вогнетривким. Порівняно з листям евкаліптової глобули, які були вивчені (LOPEZ та ін., 1997) у невеликому потоці в північно-західному регіоні Іспанії (коефіцієнти деградації -0,00228 (2)
де Yt = залишкова маса листка в момент часу t, Y0 = початкова вага листа і k = коефіцієнт експоненціальної деградації. Однак зауважте, що ця проста модель не розрізняє втрати простим розчиненням та втрати деградацією.
Щодо двох типів вивченого листя та протягом усього періоду відбору проб, ми помічаємо, що молюски та двокрилі займають перше місце за наявністю та чисельністю, за ними йдуть ракоподібні, олігохети, жуки та одонати; ці різні групи відіграють важливу роль у деградації листя (Таблиця 1).
Достаток видобутих безхребетних
Багато зібраних безхребетних
4. Висновок
У цьому порівняльному дослідженні деградації листя евкаліпта та олеандру ми виявили, що листя олеандру розкладаються і худнуть швидше, ніж листя евкаліпта. Ця втрата досягає 70% від початкової ваги лише за 30 днів. Це може бути пов'язано з явищем вимивання листя, яке саме по собі залежить від текстури та структури листя. Після цієї першої фази вилуговування проявляється дія безхребетних, особливо це стосується молюсків (мацераторів) та двокрилих (фільтрувальних живильників), які вносять дуже важливу роль у деградацію листя. Цих організмів багато в усіх зразках і для обох видів, але їх присутність підтверджується водною мікрофлорою лише після закінчення періоду кондиціонування листя. Цей період досить швидкий для листя олеандра (15 днів), тоді як для евкаліпта (30 днів) відносно тривалий, колонізація безхребетних як за кількістю, так і за біомасою залишається нижчою порівняно з лавровим листям.
Додатки
Бібліографічні посилання
- АНДЕРСОН Н.Х. та Дж.Р.СЕДЕЛ (1979). Обробка детриту макробезхребетними в потокових екосистемах. Анну. Преподобний Ентомол., 24, 351-377.
Список малюнків
Розташування навчального середовища. Географічні координати Айн-Чкефа: широта = 38 ° 58′ пн. довгота = 3 ° 01′26′′х.ш .; висота = 540 м
Розташування місця дослідження. Географічні координати Аїн Чкеф: широта = 38 ° 58 ′ пн.ш .; довгота = 3 ° 01′26′′х.ш .; висота = 540 м
Еволюція залишкової маси листя евкаліпта (а) та олеандру (б) у воді
Змінювати з часом вагу листя евкаліпта (а) та олеандра (б) у воді
Експоненціальне моделювання деградації листя евкаліпта (а) та олеандру (б) у воді
Експоненціальна модель деградації листя евкаліпта (а) та олеандра (б) у воді
Список таблиць
Достаток видобутих безхребетних
Багато зібраних безхребетних
Інші статті цього журналу
Аналіз імовірнісних обмежень в управлінні гідроелектросистемою
Д. Річард та А. Тургон
Вивчення флокулянтної активності кислотного казеїну, вилученого з крему Cocos nucifera при освітленні поверхневих вод
Жак Фатомбі К., Роджер Хосе, Дауда Мама та Таофікі Аміну
Ефективність очищення серії з трьох басейнів у серії мікрофітових лагун в сахельському кліматі: випадок очищення стічних вод 21E (група EIER-ETSHER)
Автор: Амаду Майга, Якуба Конате, Джозеф Вет, Коко Денігба, Денис Зунграна та Лассана Тогола
Одночасне видалення нітратів та органічних речовин з молочних стоків шляхом біоденітрифікації
Автор: Ахмед Хамдані, Мохаммед Маунтадар та Омар Ассобей
Інструменти цитування
Процитуйте цю статтю
Експортуйте інструкції до цієї статті
EndNote, Papers, Reference Manager, RefWorks, Zotero