Влияние промышленного загрязнения

Техногенное разрушение лесов не ограничивается преднамеренными мероприятиями, но происходит и непреднамеренно - при загрязнении промышленными выбросами.

При этом свойства почвы и ее альгофлоры меняются либо в соответствии с изменениями растительного покрова, либо вследствие аккумуляции почвой различных ксенобиотиков, и проявляется это у водорослей в большей степени, чем у высших растений.

Рассмотрим некоторые примеры влияния техногенного загрязнения на почвенные водоросли лесов.

Загрязнения в процессе нефтедобычи

При добыче и транспортировке нефти и нефтепродуктов возникают местные загрязнения той или иной степени. Описано сравнение альгофлоры на участках леса, в различной мере загрязненных нефтью из опрокинувшейся цистерны [Steubing, 1967]. Оказалось, что загрязнение нефтью ингибировало многие виды почвенных водорослей, в частности уничтожило почти все азотфиксирующие виды. Наше исследование [Неганова и др., 1978], проведенное в Среднем Приобье, подтвердило угнетающее действие нефтяного загрязнения на почвенные водоросли (табл. 41). Как видно, даже слабое загрязнение нефтью сильно сокращает видовое разнообразие водорослей. Сильное загрязнение практически уничтожает их. Наиболее чувствительными к загрязнению нефтью оказались желто-зеленые и диатомовые водоросли.

Таблица 41

При добыче нефти на поверхность почвы выбрасываются минерализованные и часто подогретые пластовые воды, что нередко приводит к возникновению техногенных солончаков. В Сургутском нефтедобывающем районе показано влияние минерализованных пластовых вод на альгофлору [Шилова и др., 1979]. Хлоридно-натриевые термальные апт-сеноманские воды вызвали нарушение минерального, водного и теплового режимов почвы, угнетение и гибель лесной растительности, в том числе почвенных водорослей (табл. 42).

Таблица 42

Наиболее чувствительными к засолению, как и к нефтяному загрязнению, оказались желто-зеленые водоросли, которые можно рассматривать как показатели чистоты и "здоровья" почвы.

В районе средней тайги, на дерново-подзолистой почве, под смешанным лесом, наблюдалось образование техногенных солончаков, которые были покрыты толстыми пленками водорослей. В составе этих пленок оказались разнообразные сине-зеленые с преобладанием Microcoleus chtonoplastes, видов Phormidium и Lyngbya и галофильные диатомеи [Ельшина, Шилова, 1981].

Загрязнения при угледобыче

Первые наблюдения проведены М. Ф. Андроновой в 1983 г. в зоне средней тайги, где в течение многих лет на поверхность почвы сливались кислые шахтные и фильтрационные воды. Естественный смешанный лес полностью уничтожен, почва покрыта толстым слоем техногенных наносов с рН 1,5 - 2,0, которые по мере удаления от источника загрязнения покрываются налетом и лишь дальше зарастают высшими растениями. Зеленый налет оказался протонемой, обильно заселенной мелкими бриофильными диатомеями (виды Eunotia и Pinnularia) и грибами.

В контрольной почве березово-хвойного леса обнаружена типичная альгофлора лесов.

Загрязнения дымо-газовыми выбросами

Влияние дымо-газовых загрязнений на группировки почвенных водорослей изучено на двух примерах в лесной зоне: вблизи металлургического предприятия Мурманской области [Евдокимова, Штина, 1981], где наблюдалось загрязнение SO2, никелем и медью, и в окрестностях медеплавильного завода на Урале [Штина и др., 1980]. Для сравнения взят подобный завод Предуралья, расположенный в степной зоне. Выяснилось, что дымо-газовая эмиссия сильно изменяет почву и ее микрофлору, включая водоросли. В степной зоне влияние источника загрязнения сказалось даже на расстоянии 20 км и выразилось в подавлении сине-зеленых водорослей в связи с подкислением почвы. В лесах, для которых сине-зеленые водоросли не характерны, действие выбросов проявилось в сокращении видового разнообразия водорослей, численности актиномицетов, грибов и сапрофитных бактерий [Евдокимова, Штина, 1981]. Так, в целинной почве на промплощадке обнаружено только 2 вида водорослей, в хвойном лесу на расстоянии 5 км от завода - 4 вида зеленых водорослей, в 15 км - 8 видов зеленых и 1 вид желто-зеленых. Подобную картину действия воздушного загрязнения наблюдали и на Урале: в направлении господствующих ветров в лесных почвах обнаруживались только 6 - 7 видов зеленых водорослей; сине-зеленые и желто-зеленые водоросли появлялись на расстоянии 8 - 10 км, в зависимости от розы ветров. Вероятно, на водоросли действует не только подкисление почвы сернистым газом, но и накопление токсичных для них металлов, особенно меди. Для решения вопроса о доле влияния отдельных загрязнителей дымо-газовых выбросов необходимы специальные эксперименты.

Таблица 43

Разнообразие действия различных загрязнений на почвенные водоросли подтверждает предположение о возможности использования водорослей в качестве индикаторов загрязнения почвы, в том числе мало заметного, начинающегося и еще не проявившегося на росте высших растений. Дело в том, что водоросли, развивающиеся в поверхностных слоях почвы, ощущают именно поверхностные, еще незначительные загрязнения, не действующие пока на корни растений. Предложена [Shtina, 1981] предварительная схема индикации некоторых видов загрязнения почвы при помощи почвенных водорослей (табл. 43).

Известно, что в качестве биоиндикаторов воздушного загрязнения используются лишайники. Рассматривая классы полетолерантности лишайников, Ю. Л. Мартин [1982] учитывает и аэрофильную эпифитную водоросль Pleurococcus viridis: на умеренно кислой коре деревьев она встречалась только на основании стволов, на умеренно щелочной коре поднималась и выше, на стволы. Автор приводит шкалу полетолерантности эпифитных лишайников, в которой, очевидно, могут найти место и эпифитные водоросли.

К сожалению, пока нет данных об изменениях альгосинузий леса под влиянием химизации - удобрения и внесения пестицидов. Действие известкования наблюдал К. Роза [Rosa, 1962] в опытах, проведенных в сосновом лесу: после внесения извести и изменения рН с 3,8 - 4,6 до 5,6 - 8,0 значительно увеличилось содержание диатомей (до 23 тыс. в 1 г) и появились разнообразные сине-зеленые, особенно виды Nostoc.

Можно предполагать, что химическая мелиорация лесов приведет к усилению развития водорослей в почве, как это происходит на сельскохозяйственных угодьях.