Найдены виды организмов, первыми заселяющие техногенные пустоши Арктики

Криптогамные (от двух греческих слов crypto – «скрытый», «тайный» и gameein – «брак», то есть «тайнобрачные») организмы не имеют цветков и распространяются спорами или вегетативным способом. Относящиеся к этой группе мхи, печеночники и лишайники играют большую роль в арктических экосистемах.

Они невелики, могут образовывать плотные пленки или дерновинки, что позволяет сохранять влажность и температуру, а также способны развиваться на разнообразных субстратах, в том числе на скалах и голом минеральном грунте. Особенности лишайников и мохообразных дают им дополнительные преимущества к выживанию в суровых условиях. Без криптогамных организмов невозможно формирование растительных сообществ.

Известна повышенная чувствительность мохообразных и лишайников к загрязнению воздуха. В Мурманской области деятельность горно-промышленного комплекса привела к исчезновению многих видов мхов и лишайников, а также к нарушению и почти полному разрушению растительных сообществ вокруг некоторых предприятий. Последние годы промышленные выбросы снижаются, что дает нарушенным экосистемам возможность начать восстанавливаться.

Уже наблюдаются положительные сдвиги в напочвенном покрове на расстоянии нескольких десятков километров от источников загрязнения, но на непосредственно прилегающих к ним участках нет ни мхов и лишайников, ни каких-либо высших сосудистых растений. Проблема в восстановлении техногенных пустынь – не только в высоком уровне загрязнения воздуха, но и в разрушении почвенного покрова, а также нарушении питательного режима почв.

Эксперименты по восстановлению растительного покрова в окрестностях Мончегорска, где находится самая печально знаменитая техногенная пустошь Мурманской области, ведутся уже два десятка лет, однако в их основе лежит искусственное восстановление растительности. Естественное заселение пустошей аборигенными видами до сих пор никто не изучал.

Сотрудники Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН сделали первый шаг в изучении динамики восстановления напочвенного покрова сверхзагрязненных техногенных пустынь, где, в отличие от техногенных пустошей, не выживают никакие высшие сосудистые растения. Статья об этом вышла в журнале «Лесоведение».

На расстоянии от 1,7 до 10 километров в зоне воздействия комбината «Североникель» ученые заложили учетные площадки для выявления видового состава лишайников и мохообразных. Также были отобраны выпадающие на различном расстоянии от комбината осадки и изучено содержание загрязняющих веществ в них, а также в подстилающем горизонте почв на всех площадках.

Исследование показало, что при приближении к источнику загрязнений количество видов в напочвенном покрове, ожидаемо, сокращается, и на первых трех километрах сосудистых растений нет. Собственно, отсутствует сам напочвенный покров в привычном значении этого термина. Первыми поселенцами, выдерживающими максимальные уровни загрязнения, оказались печеночник нардия чашевидная (Nardia geoscyphus) и листостебельные мхи дикранелла зобатая (Dicranella cerviculatа) и полия поникшая (Pohlia nutans).

На дернинках, образованных живыми или отмершими мохообразными, при удалении от комбината поселяется один из немногих видов лишайников, приспособившихся к высокой концентрации тяжелых металлов, – стереокаулон почти-пепельный (Stereocaulon leucophaeopsis). На большем расстоянии от источника загрязнения видовой состав криптогамных организмов увеличивается, появляются и сосудистые растения, например, мятлик луговой, иван-чай узколистный, смолка альпийская, а также береза Черепанова и ива северная. Увеличиваются обилие и площадь, покрытая мхами и лишайниками.

Таким образом, ученые выяснили: пионеры заселения техногенных пустынь — это традиционно считающиеся «привередливыми» мохообразные. Удалось впервые выявить самые устойчивые к загрязняющим соединениям организмы: это печеночники изопахес двухгородчатый (Isopaches bicrenatus), нардия чашевидная, гимноколея вздутая (Gymnocolea inflatа) и соленостома густолистная (Solenostoma confertissimum) и мхи полия поникшая и дикранелла зобатая, которые формируют живой напочвенный покров, пригодный для заселения другими видами-пионерами – лишайниками стереокаулонами почти-пепельным и шляпковидным. Чем выше влажность, тем активнее происходит заселение почв криптогамными организмами.

Эти виды очень устойчивы к токсическому воздействию и высоким концентрациям тяжелых металлов. Впервые установлено, что несмотря на отсутствие корней и, казалось бы, меньшую зависимость от почвенных загрязнений, без «подложки» из мхов даже эти лишайники не могут выжить на нарушенных территориях.

Полученные данные позволяют прийти к заключению, что восстановление растительности, уничтоженной в результате деятельности промышленных предприятий, начинается не через сто лет после снижения нагрузок (как предполагалось ранее), а намного раньше. Пионерами будут выступать токсикотолерантные виды лишайников и мохообразных, которые постепенно готовят основу для поселения других растений. Несомненно, требуется провести исследование в течение более длительного времени и расширить площадь их проведения, чтобы можно было сделать более однозначные выводы. 

КНЦ РАН

22 статей

Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.

Показать больше