ЭКОЛОГИЯ, 2010, № 5, с. 397-400
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 582.284-152.4: 504.73.05
СОСТОЯНИЕ ЛЕСНЫХ СООБЩЕСТВ КСИЛОТРОФНЫХ ГРИБОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПРОМЫШЛЕННЫХ АЭРОПОЛЛЮТАНТОВ
© 2010 г. И. В. Ставишенко
Институт экологии растений и животных УрО РАН 620144 Екатеринбург, 8 Марта, 202 E-mail: stavishenko@bk.ru Поступила в редакцию 20.01.2010 г.
Ключевые слова: аэрополлютанты, сернистый ангидрид и полиметаллическая пыль, кислые газы и фтористые соединения, аэротехногенное загрязнение, ксилотрофные грибы, микокомплексы, трансформация микобиоты, биоиндикация.
Ксилотрофные базидиальные грибы являются неотъемлемым компонентом лесных экосистем, определяющим их устойчивость и продуктивность (Бондарцева, 2000; Tyler, 1984; и др.). Высокая чувствительность этой группы организмов к изменению природно-климатических и антропогенных факторов позволяет использовать их в качестве самостоятельного объекта биоиндикации (Бондарцева, Свищ, 1991; Мухин и др., 2000; Ставишенко и др., 2002; и др.).
Несмотря на подробное описание пространственной и функциональной организации микобиоты (Бурова, 1986; Мухин, 1993; и др.), многие аспекты функционирования и преобразования сообществ ксилотрофных грибов под действием антропогенных факторов, особенно на региональном уровне, остаются недостаточно исследованными.
Исследования современного состояния лесной биоты ксилотрофных грибов в подвергающихся воздействию промышленных аэрополлютантов районах проводились в Свердловской области в окрестностях городов Ревды (Среднеуральский медеплавильный завод — СУМЗ), Кировограда (Кировоградский медеплавильный завод — КМЗ), По-левского (Полевской криолитовый завод — ПКЗ). Низкогорные участки леса на территории и в охранной зоне Висимского государственного природного биосферного заповедника (ВГПБЗ) рассматривались в качестве регионального фона. Исследованные участки елово-пихтовых и сосновых лесов западного и восточного макросклонов Среднего Урала входят в подзону южной тайги (Игошина, 1964).
Промышленные выбросы Среднеуральского и Кировоградского медеплавильных заводов в основном состоят из сернистого ангидрида и полиметаллической пыли (Cu, Pb, Cd и др.), Полевского крио-литового завода — из кислых газов и фтористых соединений. Подробное описание ингредиентов аэрополлютантов приводится в работах Е.Л. Воро-бейчика с соавт. (2006) и М.Р Трубиной (1996).
Для ксилотрофных базидиальных грибов древесный субстрат является основой для развития и расселения (Бурова, 1986). Мы изучали преимущественно афиллофороидные грибы — виды с непластинчатым строением гименофора (Donk, 1964). Состояние лесных сообществ ксилотрофных грибов — ценомикокомплексов — исследовали методом пунктирной трансекты — на участках леса временных пробных площадей, включающих не менее 200 деревьев лесообразующих видов. В каждом промышленном районе в трансек-те западного направления были изучены мико-комплексы на участках леса, удаленных от источников загрязнения на расстояния 1, 2, 3 и 4 км в районах КМЗ (участки средневозрастного с отдельно стоящими спелыми деревьями, приспевающего и спелого сосняка злаково- и разнотравно-зеленомошного) и ПКЗ (участки приспевающего и спелого сосняка ягодниково-зеленомошного), а в районе СУМЗа — на расстояния 1.3, 2.5, 4.5 и 7 км (участки спелого и приспевающего пихто-ельника хвощово- ,злаково- ,мелкотравно- и крупнотравно-зеленомошного, участки спелого ельника мелко-травно- и разнотравно-зеленомошного). Микоком-плексы спелого сосняка разнотравно-зеленомош-ного и пихто-ельника мелкотравно-зеленомошного на территории и в охранной зоне ВГПБЗ, удаленные на расстояние более чем 30 км от промышленных районов, рассматривались в качестве фоновых.
За счетную единицу вида принимали единицу субстрата с развившимися базидиомами (Мухин, 1993). Субстратом для них служила отмершая древесина — отпад (ветви, валеж, сухостой, пни, корни и т.д.) с развившимися базидиомами и без них, а также живые деревья, пораженные фитопатогенными грибами. Состояние разложения отмершей древесины оценивали по пятибалльной шкале (I—V), предложенной П. В. Гордиенко (цит. по: Бурова, 1986).
Функциональная структура ценотических сообществ ксилотрофных грибов, традиционно рассматриваемых в качестве консортов автотроф-
398
СТАВИШЕНКО
ных растений (Бурова, 1986; Мухин, 1993; Бон-дарцева, 2000; и др.), описана на уровне мероце-ноза — консорции лесообразующего вида.
Численность грибов на пробных площадях определяли как отношение количества учетных единиц грибов к общему количеству учтенных единиц субстрата (шт/100 ед. субстрата). Субстрат, на котором не было плодовых тел, считали "не заселенным", хотя в древесине возможно присутствие вегетативного мицелия: базидиомы в неблагоприятных условиях могут не формироваться (Бондарцев, 1953). На каждом участке леса пробной площади обследовалось не менее 100 ед. отпада основных лесообра-зующих видов методом случайной выборки.
Патогенные виды грибов на пробной площади выявляли при визуальном осмотре растущих деревьев, а скрытые гнили живых деревьев определяли выборочно, по кернам, взятым буравом Пресслера из 10 стволов живых деревьев каждого лесообразующего вида на высоте 1.3 м и у шейки корня.
При сравнении показателей ценотической генеративной активности на участках леса в районах воздействия аэрополлютантов и фоновых условиях были рассчитаны стандартные ошибки относительного обилия. Для оценки ценотиче-ской конкурентной и фитопатогенной активностей применен критерий хи-квадрат в случае четырехпольной таблицы вариант (Зайцев, 1984).
В результате микологических исследований, проведенных в августе — сентябре 2002 и 2003 гг. на 14 временных пробных площадях, обследовано 2452 единицы субстратов, на которых отмечено 1560 учетных единиц базидиомицетов.
Характеристики ксиломикокомплексов в градиенте воздействия аэрополлютантов и фоновых условиях приведены в табл. 1. Полученные данные свидетельствуют о сокращении видового состава ксилотрофных грибов на участках леса вблизи промышленных предприятий. Представленность видов в березовых ценомикокомплексах снижена в сравнении с фоновой почти втрое, в еловых, пихтовых и сосновых — в среднем наполовину.
Сравнение параметров ценотической генеративной активности ксилотрофных грибов в градиенте воздействия аэрополлютантов свидетельствует о явном угнетении роста базидиом на участках леса вблизи промышленных предприятий (на расстоянии 1—2 км от источников загрязнения) в сравнении с фоновыми условиями. Так, ценотическая генеративная активность в консор-циях березы и пихты на участках леса, максимально приближенных к предпрятиям, снижена почти в 3 раза в сравнении с фоновой, в консор-циях ели — почти в 2 раза; в консорциях сосны обилие грибов сокращено более чем в 5 раз. На участках леса, наиболее удаленных от источников загрязнения (на расстоянии 4—7 км), обилие ксилотрофных грибов хвойных и лиственных консорций практически не отличается от фоновых. Однако на участках леса в пределах изучае-
мой трансекты ПКЗ ценотические характеристики консортивной генеративной активности остаются заметно ниже фоновых.
Подавление микогенной активности может приводить к накоплению больших запасов отпада ранних (1—111) стадий деструкции. Однако на увеличение количества отпада ранних этапов разложения оказывают влияние и многие другие как природные (ветровалы, пожары и пр., гибель деревьев в результате поражения фитопатогенными организмами — грибами, беспозвоночными и т.д.), так и антропогенные (рубки ухода, очистка леса от порубочных остатков, сбор валежа) факторы. На участках леса в районах воздействия промышленных выбросов было описано состояние отпада, степень деструкции которого, по нашему мнению, могла бы служить дополнительным показателем интенсивности микогенных процессов. Однако полученные в результате исследований данные не позволили выявить зависимости между ослаблением генеративной активности и накоплением отпада ранних этапов разложения.
Следствием угнетения генеративной активности грибов на участках леса в зоне аэротехногенных загрязнений является снижение конкуренции за субстрат и уменьшение доли грибов, формирующих многовидовые микоценоячейки. Согласно данным табл.1, в наиболее пессимальных условиях находятся ксиломикокомплексы участков леса, максимально приближенных к источникам загрязнения. Ценопараметры конкурентной активности в консорциях сосны (С) и березы (Б) на участках леса в районах КМЗ и ПКЗ достоверно различаются с фоновыми — во всех случаях хтчкм-фон (1) - 3.9 [КМЗ (С): х?км-фон = 27.4; х^н = 37.9; х2
21.2; х4 км-фон 2
3 км-фон
= 46.3
х2 км-фон 2
= 9.4; КМЗ (Б): х2км-фон
км-фон = 3.9; ПКЗ (С)
= 22.9; х23км-фон = 6.4; х42
= 43.3
3 км-фон
х2км-фон = 4°.8; х3 км-фон = 35.6
2
х1 км-фон
х4км-фон = 20.8; ПКЗ (Б): х 1 км-фон = 37.1; х2км-фон =
= 49.4; х3км-фон = 16.1; х2км-фон = 18.9]. На всех участках леса в районе СУМЗа ценотическая конкурентная активность в консорциях березы (Б) также достоверно отличается от фоновой [СУМЗ (Б):
х1.3км-фон 37.4; х2.5км-фон
= 23.1; х4.5
км-фон
= 35.7;
х7км-фон = 5.9]. Ценотическая конкурентная активность в консорциях пихты (П) в районе СУМЗа отличается от фоновой лишь на удаленных от источника аэрополлютантов участках леса [СУМЗ (П):
х2.5км-фон = 19.8; х2 км-фон = 21.1]. ДостовернЫХ отличий параметров конкурентной активности в консорциях ели (Е) на участках леса в районе
СУМЗа от фоновый не вышвлено [СУМЗ (Е):
2
хмкм-фон (1) ^ 2.95]. Причиной данной ситуации в
СОСТОЯНИЕ ЛЕСНЫХ СООБЩЕСТВ КСИЛОТРОФНЫХ ГРИБОВ
399
Таблица 1. Основные ценопараметры лесных сообществ ксилотрофных грибов в градиенте аэротехногенных загрязнений промышленных предприятий (СУМЗ, КМЗ, ПКЗ) и в фоновых условиях (Висимский заповедник — ВГПБЗ)*
Характеристика микокомплексов Район исследования Древесный субстрат Расстояние от источника загрязнения (СУМЗ/КМЗ, ПКЗ), км Фоновые условия (ВГПБЗ)
1.3/1 2.5/2 4.5/3 7/4
Видовое богатство (количество видов на участке леса пробной площади) СУМЗ Береза 8 13 19 20 34
Ель 11 13 18 17 18
Пихта 8 12 - 17 15
КМЗ Береза 20 18 21 25 30
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.