Самовосстановление экосистем после радиационных аварий


Самовосстановление экосистем после радиационных аварий. Начинается с исчезновения признаков лучевого повреждения у отд. особей живой природы. При массир. загрязнении внеш. среды восстановление биоценозов от лучевого поражения начинается через 1—2 года после выпадения активности и продолжается от 1—1,5 года до неск. 10-летий. При крупных радиационных авариях диапазон поражений экосистем чрезвычайно широк — от едва заметных у травянистой растительности до полн. повреждения крон деревьев, их отмирания [см.: Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС); Радиационное воздействие на живую природу], гибели участков лесонасаждений (после аварии на Чернобыльской АЭС образовался «рыжий лес»). В период восстановления пострадиационные процессы в биоценозах развиваются как в сторону ослабления радиационного повреждения, так и в направлении его качеств. изменения. Ответная реакция живой природы на облучение исследовалась на подвергшихся загрязнению естеств. биоценозах (в Восточно-Уральском заповеднике) и на эксперимент. участках с внесением большого кол-ва продуктов ядерного деления. Лес. При достаточно высоких уровнях радиоактивности облучению подвергаются имеющиеся под пологом леса семена. На территории с плотностью облучения до 2800 Ки 90St/км2 (100 МБк 90Sr/м2) развивающиеся сеянцы, в теч. 4 лет после прорастания имевшие признаки лучевого повреждения (усыхание хвои, недоразвитость и отмирание почек, отставание в росте), при поглощ. дозе 28—84 Гр на 5-й вегетационный сезон полностью восстановили свой рост и утрач. морфологич. признаки. Скорость восстановления биоценоза во мн. определяется тяжестью поражения древесных растений, их способностью быстро освобождаться от радиационного груза. Зрелые деревья хвойных и мелколиств. пород с поражением в острый период 2—5% хвои (листьев) нормально развивались и уже на 2—3-й год после осаждения активности не имели признаков лучевого повреждения. Сосны и березы, утратившие в результате радиационного воздействия до 95% ассимилирующих органов и временно приостановившие рост, на 3-й год начали восстанавливать крону путем наращивания боковых побегов. Охвоение (облиствение) у таких деревьев полностью восстанавливалось, и через 8—10 лет они не отличались от необлуч. особей как по внеш. виду, так и по приросту древесины. Поглощ. дозы в 30—40 Гр вызывали гибель сосны, 150—200 Гр — гибель березы. В лесонасаждениях наим. устойчивы к облучению подрост и деревья 2-го яруса. При отмирании деревьев в лесонасаждениях образуются «окна», благодаря к-рым получают развитие травянистые растения. Их надземная масса увеличивается в 3—5 раз, вследствие чего семенное размножение древесной растительности становится невозможным. На этих участках березовые насаждения возобновляются за счет пневой и корневой поросли. Неблагоприятные условия для восстановления исходного биоценоза формируются там, где полностью погибла сосна. Смешанные сосново-березовые насаждения в теч. 10—20 лет превращаются в березовые. Подлесок в таких лесах развит слабо, представлен в осн. боярышником; встречаются поросли кизильника, крушины, черемухи. Травяной покров густой, высокий. Доминанты — вейник наземный, подмаренник сев., ракитник рус., таволга 6-лепестная.

Травянистая растительность. Травянистые сообщества характеризуются очень высоким восстановит. потенциалом, и радиационное поражение вызывает в них прежде всего изменение видового состава. Устойчивость конкретного вида растений к радиоактивному загрязнению во мн. определяется расположением почек возобновления относительно поверхности почвы. Снижение обилия растений, относящихся к гемикриптофитам и хамефитам (почки возобновления расположены на уровне поверхности почвы или близко к ней), начинается при дозе св. 35—50 Гр за сезон; с возрастанием плотности загрязнения почвы оно прогрессирует довольно быстро. Из травянистого сообщества выпадают клубника, лапчатка серебристая; их место занимают растения с почками возобновления, погруж. в почву (криптофиты) или высоко поднятыми над ее поверхностью (фанерофиты). При прямом и опосред. воздействии облучения в лесных биоценозах формируется густой, высокий травянистый ярус, к-рый через 4—6 лет со снижением дозы облучения в 10 раз и более (от исходного уровня) начинает восстанавливаться до прежнего видового состава. До полн. восстановления первонач. биоценоза требуется не менее 2 десятилетий. Описанные изменения видового состава происходили не только в лесных, но и в луговых травянистых сообществах. На угодьях, вывед. из с.-х. использования, восстановление доагрокульт. растительности осуществляется путем смены стадий промежуточных травянистых сообществ: первые 3—4 года — бурьянная стадия зарастания (доминанты — бодяк щетинистый, осот полевой, пастернак посевной); следующие 4—5 лет — пырейная стадия (доминант — пырей ползучий); в дальнейшем — клубнично-лапчатковая стадия (доминанты — клубника, лапчатка серебристая). По истечении 30—45 лет на значит. площади Вост-Урал. заповедника травянистая растительность прошла промежуточные стадии и по видовому составу приблизилась к доагрокульт. фитоценозам. Восстанавливаются луговая растительность, степные биоценозы, естеств. лесонасаждения. На серых суглинках вырос молодой березовый лес, к-рому в настоящее время 25—30 лет; на супесчаных почвах восстанавливается сосновый лес (тот же возраст). На значит. площади лесонасаждений наблюдается обильное развитие подроста и молодняка березы, плотность к-рого достигает 4—6 тыс. особей на 1 га. В восстанавливающихся смешанных сосново-березовых лесах доминирует подрост хвойных пород (5—12 лет), хорошо развит травянистый ярус (доминанты — вейник наземный, клевер, подмаренник сев.). На безлесных пространствах наибольшее распространение получили растения сем. злаков, зонтичных, сложноцветных; реже встречаются бобовые и сорные растения. В целом на территории, вывед. из хоз. использования после радиационной аварии на химкомбинате «Маяк», восстанавливаются 4 фитоценоза: луговые и степные травянистые сообщества, березняк травяной, сосняк травяной. Период восстановления доагрокульт. растительности — 30—60 лет.

Насекомые. В начальные годы пострадиационного восстановления биоценозов в энтомокомплексе лесонасаждений и травянистой растительности отмечено увеличение регулирующей роли представителей полезной энтомофауны и снижение доли насекомых-вредителей.

Позвоночные животные. Наиб. важные процессы формирования фауны позвоночных на отчужд. терр. ВУРСа происходили в первые 1—3 года после выпадения радионуклидов. Прекращение хоз. использования терр. и введение заповедного режима способствовали интенсивному распространению травянистой растительности. Сложились исключит. благоприятные условия для мн. видов ж-ных, к-ые получили возможность практически неогранич. использования охраняемой терр. в качестве кормовой базы. В 1-й год на охраняемой терр. значит. увеличились популяции мышевидных грызунов. В последующие 3—5 лет в зоне отселения стали концентрироваться различные виды ж-ных и птиц, к-рые ранее в этих местах не встречались или встречались крайне редко. В настоящее время животный мир здесь насчитывает 287 видов позвоночных, в т. ч. 15 видов рыб, 215 — птиц, 48 — млекопитающих. Фауна млекопитающих представлена таежными, лесными, степными видами (белка, волк, горностай, куница, ласка, лисица, мышевидные грызуны, норка, рысь), парнокопытными (кабан, косуля, лось, пятнистый олень). На охраняемой терр. ныне обычен заяц-беляк; прижились бобр, кабан; зарегистрированы залеты большой белой цапли, поморников, гнездится лебедь-шипун. Многочисленны отряды хищных птиц, гусеобразных, воробьиных. Ряд видов птиц и грызуны — представители оседлых популяций; среди крупных млекопитающих велика доля животных-мигрантов. Из года в год динамика числ. особей на охраняемой терр. относительно стабильна, хотя наблюдаются достаточно заметные сезонные миграции ж-ных (перелетных птиц, крупных копытных). На территории, загрязн. долгоживущими радионуклидами, через 25—30 лет после выпадения активности в биоценозах отмечено относит. равновесие, хотя изменение структуры экосистем наблюдается и в настоящее время. Процессы, происходящие на охраняемой терр., мало или совсем не отличаются от природных, где воздействие радиационного фактора отсутствует.