Featuresof the elemental composition of lake waters and macrophytes in thermokarstsubarctic ecosystems of Western Siberia | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2012. № 3 (19).

Featuresof the elemental composition of lake waters and macrophytes in thermokarstsubarctic ecosystems of Western Siberia

With increasing anthropogenic impact on the environment, including local contaminationas a result of human activities as well as global pollution through longrangeatmospheric transport, the question of accumulation trace elements on all levelsof aquatic ecosystems is becoming increasingly important. Thermokarst lakes of thenorthern regions of Western Siberia as objects of hydrochemical and biogeochemicalresearches remained, up to present time, insufficiently studied: there are only fragmentarydata on the hydrochemical composition of lake water and the biogeochemical processesoccurring in the thermokarst lakes. In this work, we studied thermokarst lakeswith coasts composed of peat sphagnum moss, peat sediments and detritus. As a biologicalmodel we selected the plant macrophyte Menyanthes trifoliata L. The generaldynamics of chemical elements concentrations in Menyanthes trifoliata L. in all fourecosystems are very similar. However, there are some differences, in plants growing inthe intertidal zone of thermokarst lakes most in comparison with other ecosystems, withrespect to concentrations of K, Sb, Pb and Ba. Plants growing in the old khasyrei aremostly enriched by major elements such as Mg and Ca and trace elements Mn, Co, Rb,Sr, Cs. Minimumal concentrations in plants of all ecosystems are typical for rare earthelements, immobile in fresh waters and biologically unavailable for plants, as wellas for three- and tetravalent hydrolysates. In the course of work were calculated thecoefficients of biological accumulation of chemical elements in Menyanthes trifoliataL. relative to water (Kb) for all the four stages of lake ecosystems development. Highvalues of Kb are exhibited by macronutrients which are necessary for plants life cycle(K, Mg, Na); these values vary dependent on the stage of lake development. In particularwith the lake maturation we observe the decrease of Kb value for Mg, but also theincreases the Kb of Na. The elements actively accumulating in Menyanthes trifoliata L.are Rb, Sr, Ba, Pb, which may be partially linked to possible contamination of the waterreservoir (Pb). Data on the number of other elements obtained in the course of the workare in agreement to previously published works by other authors (i.e., high content ofMn, Pb, and low content of Cr). Another heavy metals strongly accumulating in grassMenyanthes trifoliata L. are Pb, Zn, Sr, Co, which may indicate various sources of longrangeatmospheric pollution or local lexivation from thawing peat.

Download file
Counter downloads: 224

Keywords

Menyanthes trifoliata L., coefficient of biological accumulation, lake water, elemental composition, Thermokarst subarctic ecosystems of Western Siberia, коэффициент биологического накопления, Menyanthes trifoliata L., озерные воды, элементный состав, термокарстовые экосистемы субарктики Западной Сибири

Authors

NameOrganizationE-mail
Manasypov Rinat M.National Research Tomsk State University; Université de Toulouse, UPS, Toulouse, Francermmanassypov@gmail.com
Kirpotin Sergey N.National Research Tomsk State Universitykirp@ums.tsu.ru
Pokrovsky Oleg S.Institute of Ecological Problems of the North, Russian Academy of Science, Arkhangelsk; Géoscience Environnement Toulouse, Université de Toulouse, CNRS-IRD-OMP, Toulouse, Franceoleg@get.obs-mip.fr
Shirokova S. Shirokova4Institute of Ecological Problems of the North, RussianAcademy of Science, ArkhangelskLShirocova@yandex.ru
Всего: 4

References

Леонова Г.А., Аношин Г.Н., Андросова Н.В. и др. Экологическая экспертиза состояния озер Ямало-Ненецкого автономного округа методом биогеохимической индикации // Экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики : тез. докл. междунар. конф. Томск, 2001. С. 153.
Московченко Д.В., Валеева Э.И. Содержание тяжелых металлов в лишайниковом покрове на севере Западной Сибири // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. 2011. № 11. С. 162-172.
Страховенко В.Д., Щербов Б.Л., Хожина Е.Н. Распределение радионуклидов и микроэлементов в лишайниковом покрове различных регионов Западной Сибири // Геология и геофизика. 2005. Т. 46, № 2. С. 206-216.
Московченко Д.В., Моисеева И.Н., Хозяинова Н.В. Элементный состав растений Уренгойских тундр // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. 2012. № 12. С. 130-136.
Московченко Д.В. Биогеохимические особенности верховых болот Западной Сибири // География и природные ресурсы. 2006. № 1. С. 63-70.
Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых / под ред. А.П. Соловова. М. : Недра, 1990. 335 с.
Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях : пер. с англ. М. : Мир, 1989. 439 с.
Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М. : Высш. шк., 1988. 328 с.
Паршина Е.К. Деструкция растительного вещества в болотных экосистемах таежной и лесотундровой зон Западной Сибири : автореф. дис. … канд. биол. наук. Томск, 2009. 24 с.
Shirokova L.S., Pokrovsky O.S., Kirpotin S.N., Dupre B. Heterotrophic bacterio-plankton in thawed lakes of the northern part of Western Siberia controls the CO2 flux to the atmosphere // International Journal of Environmental Studies. 2009. № 66. Р. 433-445.
Конспект флоры Сибири: Сосудистые растения / сост. Л.И. Малышев, Г.А. Пешкова, К.С. Байков и др. Новосибирск : Наука, 2005. 362 с.
Орехов П.Т. Аквальные природные комплексы северной тайги Западной Сибири // Криосфера Земли. 2010. Т. XIV, № 2. С. 23-28.
Бахнов В.К. Биогеохимические аспекты болотообразовательного процесса. Новосибирск : Наука, 1986. 192 с.
Свириденко Б.Ф., Мамотнов Ю.С., Свириденко Т.В. Использование гидромакрофитов в комплексной оценке экологического состояния водных объектов Западно-Сибирской равнины. Омск : Амфора, 2011. 231 с.
Козлов С.А. Оценка устойчивости геологической среды на морских месторождениях углеводородов в Арктике // Нефтегазовое дело. 2005. № 2. С. 15-24.
Кирпотин С.Н., Полищук Ю.М., Брыксина Н.А. Динамика площадей термокарстовых озер в сплошной и прерывистой криолитозонах Западной Сибири в условиях глобального потепления // Вестник Томского государственного университета. 2008. № 133. С. 185-189.
Кравцова В.И., Быстрова А.Г. Изменение размеров термокарстовых озер в различных районах России за последние 30 лет // Криосфера земли. 2009. Т. XIII, № 2. С. 16-26.
Audry S., Pokrovsky O.S., Shirokova L.S. et al. Organic matter mineralization and trace element post-depositional redistribution in Western Siberia thermokarst lake sediments // Biogeosciences Discuss. 2011. № 8. Р. 8845-8894. doi:10.5194/bgd-8-8845-2011.
Московченко Д.В. Геохимия ландшафтов севера Западно-Сибирской равнины: структурно-функциональная организация вещества геосистем и проблемы экодиагностики : автореф. дис. … д-ра. геогр. наук. СПб., 2010. 33 с.
Pokrovsky O.S., Shirokova L.S., Kirpotin S.N. et al. Effect of permafrost thawing on organic carbon and trace element colloidal speciation in the thermokarst lakes of western Siberia // Biogeosciences. 2011. № 8. Р. 565-583.
Куликова Н.Н., Парадина Л.Ф., Сутурин А.Н. и др. Микроэлементный состав круглогодично вегетирующих макроводорослей каменистой литорали оз. Байкал (Россия) // Альгология. 2008. Т. 18, № 3. С. 244-255.
Леонова Г.А. Биогеохимическая индикация загрязнения водных экосистем тяжелыми металлами // Водные ресурсы. 2004. Т. 31, № 2. С. 215-222.
Леонова Г.А., Аношин Г.Н., Бычинский В.А. Биогеохимические проблемы антропогенной химической трансформации водных экосистем // Геохимия. 2005. № 2. С. 182-196.
 Featuresof the elemental composition of lake waters and macrophytes in thermokarstsubarctic ecosystems of Western Siberia | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2012. № 3 (19).

Featuresof the elemental composition of lake waters and macrophytes in thermokarstsubarctic ecosystems of Western Siberia | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2012. № 3 (19).

Download full-text version
Counter downloads: 1370