Естественные и культурные травяные экосистемы

РАДИАЦИОННОЕ ПОРАЖЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ БИОГЕОЦЕНОЗОВ ОСНОВНЫХ ТИПОВ

Последствия воздействия ионизирующего излучения на биогеоценотическом уровне зависят от структурной организации биогеоценозов, радиочувствительности их основных компонентов и влияния сложного комплекса экологических факторов, определяющих действие внешней среды на первичные и вторичные радиационные эффекты.

Луговые экосистемы и агроландшафты значительно более устойчивы по сравнению с лесами к химическим и радиационным воздействиям. К критическим их относят тогда, когда из-за аккумуляции загрязнителей в зеленой массе, корнеплодах загрязнители поступают с пищей к человеку, причем в количествах, опасных для здоровья. Ранние признаки радиационного повреждения в естественных луговых фитоценозах отмечаются при поглощенной дозе 3—10 Гр в условиях острого облучения (8—30 сут), а сильное повреждение происходит при дозе свыше 40—100 Гр. Так, заметное уменьшение фитомассы клевера и многолетнего райграса происходят после облучения луговых сообществ сеяных трав в дозе 8—16 Гр.

Типичные реакции травяного фитоценоза на облучение в достаточно высокой дозе — снижение видового разнообразия и изменение доминантности видов, уменьшение продуктивности растении и изменение структуры сообщества (6, 21).

Радиобиологи­ческие реакции различных видов травянистых растений на радиоактивное загрязнение варьируют в широком диапазоне в зависимости от видовой радиочувствительности, от способности растений к вегетативному раз­множению и от того, как размещены почки возобновления относительно поверхности почвы как источника облучения. В сообществах травяных растений можно выделить три группы ответных реакций на облучение:

1) расположение видов растений по радиационному градиенту в форме поясов сукцессионного доминирования в соответствии с устойчивостью к действию ионизирующего излучения, света, тепла, влаги и других экологических факторов;

2) исключение из сообществ наиболее радиочувствительных видов

3) относительно сильное развитие многолетников
вследствие рост а многолетних органов растении несмотря на то,
что семена этих растения теряют жизнеспособность (6).

При дозовых нагрузках на находившиеся на по­верхности почвы семена растений свыше 200 Гр их всхожесть у многих видов была утрачена. Их место за­нимали растения с почками возобновления, погруженными в почву. Этот процесс продолжался в течение 3—4 лет. В последующий период наблю­дался медленный обратный процесс, процесс восстановления видового состава травянистых растений. Подобные изменения видового состава происходили в сообществах не только луговых, но и лесных травя­нистых растений. Однако, если в луговых сообществах изменения видового состава были обусловлены только облучением, т.е. радиационными эф­фектами (первичные эффекты), то в лесных фитоценозах важную роль играли и опосредованные (вторичные) эффекты: в лесах, где кроны де­ревьев были сильно повреждены под действием облучения, произошли серьезные изменения микроклиматических условий под пологом леса. Из­мененный микроклимат в сочетании с облучением вызвал изме­нения не только видового состава, но и первичной продуктивности. В насаждениях, где сосна погибла, а береза была повреждена, надземная фитомасса травя­ного покрова увеличилась в 3—5 раз по сравнению с фитомассой в одно­типных незагрязненных лесах (6).

Доминирующими становятся светолюбивые виды-пионеры с мощной корневой системой, значительная часть которой размещается в незагрязненных слоях почвы (вейник наземный, бодяк мягкощетинистый и Иван-Чай). Эти виды характеризуются короткой продолжительностью жизни (2 года) и размножаются в основном семенами, способными переноситься ветром на большие расстояния, в том числе заноситься с незагрязненных территорий (28, 51).

Процессы лучевого поражения и пострадиационного восстановления в искусственных травяных биогеоценозах (посевах сельскохозяйственных растений) характеризуются некоторыми специфическими особенностями по сравнению с аналогичными процессами в природных биогеоценозах. Искусственные фитоценозы — агрокультурценозы—часто представлены одним (иногда несколькими) видами растений. В этом случае взаимосвязь между отдельными видами растений упрощена (а если фитоценоз составляет монокультура—вообщеотсутствует), и зависимость лучевого поражения такого ценоза от первичной радиочувствительности растений
и фазы их развития выявляется достаточно четко.

Посевы сельскохозяйственных растений в целом менее устойчивы к действию всех поражающих факторов антропогенной природы, в том числе и к радиационному, чем фитоценозы естественной травяной растительности. Полулетальные дозы для большого числа сельскохозяйственных растений в условиях острого облучения варьируют в интервале 1—20 Гр. По увеличению летальной дозы сельскохозяйственные культуры располагаются в ряд: зерновые (пшеница, ячмень, овес, кукуруза, рис) —1-4 Гр; бобовые (горох и фасоль) —1-12 Гр; клубне- и корнеплоды (лук, свекла, картофель, редис) —1-16 Гр; пастбищные и силосные культуры—2-20 Гр (6, 89, 109).

Облучение агрокультурфитоценозов в меньших дозах не приводит к заметному снижению темпов роста вегетативных и развития генеративных органов сельскохозяйственных растений и уменьшению урожая в сообществах, но может снизить качество репродуктивных органов: семена могут иметь пониженную всхожесть, а выросшие из них растения отличаться ослабленной жизнеспособностью.

Дата добавления: 2014-12-26