ДИНАМИКА БИОРАЗНООБРАЗИЯ В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОРО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Одним из непредвиденных нега­тивных последствий крупнейшего достижения науки XX в. — освоения энергии атома — стало наличие земель, загряз­ненных радионуклидами. В первую очередь это касается тер­риторий полигонов по испытанию атомного оружия, земель, подвергшихся загрязнению в результате аварий на предприя­тиях атомной промышленности и АЭС, зон вокруг предприя­тий по добыче, переработке и хранению радиоактивных мате­риалов.

Биота — наиболее динамичная составляющая любого ландшафта. При радиоактивном загрязнении она испытыва­ет дополнительное воздействие, которое никак не затрагивает другие элементы ландшафта: подстилающие породы, воду, почву, атмосферу, поскольку выделяемая при радиоактивном распаде энергия слишком ничтожна по сравнению с потоком энергии солнечного излучения. Действие же на растения и животных при этом может быть достаточно эффективным. Однако эти же дозы даже при высоких уровнях загрязнений среды недостаточны, чтобы воздействовать на грибы и микро­организмы. Экологу приходится учитывать несколько новых

530

ТЕХНОГЕННЫЕ КАТАСТРОФЫ - УГРОЗА БИОРАЗНООБРАЗИЮ

факторов в зонах радиоактивного загрязнения, выделенных в радиационные заповедники (Криволуцкий, 1996).

В радиационных зонах, где прекращена хозяйственная деятельность человека, продолжаются естественные процес­сы динамики экосистем и ландшафта: сукцессионные изме­нения растительного покрова и животного мира, перераспре­деление выпавших радионуклидов по ярусам биогеоценоза, естественная динамика почвенного покрова, зарастание сна­чала бурьянами, а затем лесной растительностью бывших пастбищ, сенокосов и пахотных земель. Но и радиоактивное загрязнение оказывает активное воздействие на жизнь облу­чаемых живых организмов, их популяций, сообществ и эко­систем. Такие экосистемы живут в особом режиме и отнюдь не нейтральны по отношению к окружающим территориям.

337

ГЛАВА УП

лесу, старом сосновом лесу, склонах надпойменных террас, за­росших растительностью, на пастбищных лугах; максималь­ная (91—160, местами до 300 экз./м²) — в супралиторальной зоне, прибрежных кустарниках, сенокосных лугах, поймен­ных увлажненных лиственных лесах, по берегам болот, Ста­риц, ручьев, заросших растительностью.

Обследование почв зоны, подвергшейся радиоактивному загрязнению, проводилось с середины июня 1986 по 2001 г.

Поскольку мощности облучения почвенной фауны были определены, можно заключить, что дозы порядка 29 Грей вы­зывали катастрофические изменения в сообществе микрофа­уны, а около 8 Грей — регистрируемые, но незначительные изменения среди обитателей поверхности почвы. В пахот­ных почвах даже при суммарной экспозиционной дозе около 86 Грей на поверхности животные в толще почвы пострадали относительно слабо, вероятно, из-за того, что были хорошо за­щищены экранирующим слоем почвы от бета-излучения, вклад которого в общую дозу составлял около 94%. Последу­ющие учеты показали, что уже с поздней осени 1986 г. даже на самых загрязненных участках зоны началось медленное восстановление животного населения почвы. Сначала появи-

338

ТЕХНОГЕННЫЕ КАТАСТРОФЫ - УГРОЗА БИОРАЗНООБРАЗИЮ

лись отдельные личинки и нимфы, т.

Через год после аварии почвенная фауна интенсивно восста­навливалась даже в наиболее пострадавших участках. Числен­ность дождевых червей составляла около 15% контрольной, но наличие их коконов свидетельствовало о размножении этих животных даже в наиболее загрязненных почвах.

Осенью 1987 г. общая численность почвенной фауны по многим группам сравнялась, хотя структура популяций ви­дов еще была «ущербной»: интенсивность процессов размно­жения еще сильно отставала от контрольных участков. И толь­ко к осени 1988 г. (учеты были проведены в середине октября) по общей численности мезо- и микрофауна почвы практически полностью восстановилась по общему обилию, видовому разнообразию в основных чертах и по динамическим показа­телям структуры популяций. Можно было заключить, что ос­таточный уровень радиоактивности почвы уже не оказывал подавляющего влияния на восстановление животного населе­ния почв. Это было отмечено и для тех участков прилегающе­го к ЧАЭС «Рыжего леса», которые еще не были сведены и за­сыпаны слоем песка. Таким образом, через 2,5 года после ава­рии почвенное население количественно и функционально полностью восстановилось, но его видовое разнообразие и че­рез 15 лет составляло для разных групп организмов 45—75% от исходного.

Некоторые закономерности можно выделить в функцио­нировании сообществ на этих территориях.

1. Эффекты изоляции экосистем, их развитие по прин­ципу «островных экосистем* на местности, где живая приро­да функционирует в совершенно ином режиме. Специфика островных экосистем хорошо описана Р. Мак-Артуром, но об­щий итоговый результат происходящих здесь экологических процессов — обеднение биоты «островов» в видовом отноше­нии, потеря биоразнообразия из-за того, что популяции тех видов, которые находятся в угнетенном состоянии постоянно или при экстремальных изменениях среды, но получают по­полнения извне и имеют больше вероятности погибнуть, ис­чезнуть из экосистемы, чем на большом непрерывном ареале.

339

ГЛАВА VII

ющих земель, поскольку радиационные заповедники все соз­даны на участках, непосредственно примыкающих к крупным промышленным объектам и населенным пунктам, освоенным человеком уже несколько столетий, как это можно видеть в Чернобыле и на Южном Урале. В то же время на окружаю­щих землях сохранялись естественные экосистемы на неудоб­ных для освоения участках, землях лесного фонда, по боло­там, поймам рек, в охотничьих хозяйствах и т.п., где разнооб­разие фауны и флоры все еще велико, в противоположность экосистемам на заброшенных пашнях, выпасах и поселках, где созданы радиационные заповедники.

2. Эффекты режима заповедания. Закрытые для населе­ния, охотников, рыболовов, туристов земли, где животный мир находится в безопасности, а растительность не подверга­ется уничтожению через пастьбу скота, порубки и выжигание, становятся весьма привлекательными зонами для постоянно­го и временного концентрирования многих животных, особен­но охотничье-промысловых. В закрытой зоне вокруг Чер­нобыльской АЭС уже в 1986 г., в первый год после аварии, по­явилось множество ранее здесь отсутствовавших лосей, кабанов, несколько стай волков, стадо благородных оленей, около 400 лисиц, которые все пришли в «спокойную* зону, спасаясь от охотников из Белоруссии, Брянской области Рос­сии, областей Украинского Полесья. На 30 лет раньше такие же процессы отмечались в зоне загрязнения на Южном Ура­ле, где появились оседлые популяции ранее отсутствовавших лосей, косуль, кабанов, волков, барсуков, рысей, тетеревов и т.д. Поразительный факт — только на территории Восточно- Уральского государственного заповедника, где местами уро­вень радиоактивного загрязнения превышает допустимый в 1000 раз, встречаются единственные во всей зауральской ле­состепи гнездовья четырех видов крупных хищных птиц, вне­сенных в Красные книги России и СССР, здесь гнездятся и ус­пешно размножаются такие крупные птицы, как глухарь, те­терев, тетеревятник, орлан-белохвост, большой подорлик, уральская неясыть, лебедь, серый журавль.

340

ТЕХНОГЕННЫЕ КАТАСТРОФЫ — УГРОЗА БИОРАЗНООБРАЗИЮ

И причина здесь в том, что зверей и птиц не отстреливают и не беспокоят в период размножения. Такие редкие виды, как филин, скопа, большой подорлик и орлан-белохвост, чаще встречаются на территории радиационного заповедника на Южном Урале, ч.ем на соседних неохраняемых территориях. По наблюдениямс одного из авторов в июне 1991 г. на Семи­палатинском полигоне многочисленными были степные виды жаворонков, отмгечена высокая плотность серой куропатки, обычными были ібалобан, болотный, степной и полевой луни, кобчик, обыкнов»енный канюк, степной орел, беркут, савка, многие из которых практически отсутствовали вне охраняе­мой зоны ядерно»го полигона. Последние три вида занесены в Красную книгу СССР (Криволуцкий, 1996; Лебедева, 1999; Криволуцкий и дер., 2000).

3. Эффекты радиационной динамики. Кроме упомяну­тых выше косвенных факторов сильнейшее влияние оказы­вает на биоразнообразие и прямое воздействие ионизирую­щей радиации, преимущественно в условиях нагрузки выше 0,5—0,7 Р/сут окспозиционной дозы. Наиболее подробно влияние динамиски радиационной обстановки на животное население изучено в зоне загрязнения Чернобыльской АЭС (Криволуцкий, L996). Здесь косвенные факторы определя- : ли динамику населения птиц и крупных млекопитающих, ‘ но динамика поч венной фауны в лесах вокруг ЧАЭС полно- ^! стью зависит от радиационного режима. При поверхностном загрязнении почга радионуклидами ¹⁸¹1,¹³⁴Cs, ¹³⁷Cs, “Sr, ²³⁹Pu и др. в апреле—жіае 1986 г. через два месяца наблюдалась ; подлинная экологическая катастрофа в зооценозах почвы, когда погибло более 90% видов беспозвоночных — обитате- ■ лей почвы. По меере радиоактивного распада радионуклидов і иода и лантанидов дозы облучения снизились в десятки раз •іи уже с 1987 г. навчалось медленное восстановление популя­ций и сообществ.. Общая численность микроартропод вос- . становилась череез 2—3 года после аварии за счет глубоко- ^почвенных мелких организмов, их биоразнообразие дости­гало только 50% от контроля в течение 5 лет, а с 1993 по 1995 г. началось ^восстановление биоразнообразия и поверх­ностно обитающих видов, которые стали обильны в почвах в 1995 г., хотя иіх разнообразие составляло около 50% от исходного, но ко. личество видов во всех горизонтах почвы было уже 75—80 % от контроля.

341

ГЛАВА VH

Показатели биоразнообразия очень динамичны — при ис­чезновении повышенной радиации даже такой насыщенный видами комплекс, как почвенная фауна, восстанавливается примерно за 2 года, а при продолжении действия радиацион­ного фактора население почвы не восстанавливается и за 100 лет, как это можно видеть в Республике Коми на почвах, загрязненных ²³⁰Th, ^22eRa, ²⁸⁸U.

Итак, биота — наиболее динамичный компонент ландшаф­та в зонах аварийного или техногенного радиоактивного заг­рязнения. Наличие многих видов растений и животных, ко­торых можно использовать как биоиндикаторов качества ок­ружающей среды, позволяет успешно вести биомониторинг на загрязненных землях, оценивать риск проживания для насе­ления. В то же время в закрытых для населения, изолирован­ных радиационных заповедниках активно проявляются и кос­венные эффекты изоляции: миграция птиц и зверей извне в «спокойные* для жизни и размножения зоны.