Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Материал и методика 11
Глава 2. Природные условия Северо-Западной Якутии как среды обитания мелких млекопитающих 18
2.1. Рельеф 19
2.2. Климат 20
2.3. Почвы 22
2.4. Ландшафты 24
2.5. Растительность 25
2.6. Трансформация природных экосистем под влиянием алмазодобывающей промышленности 30
2.6.1. Состояние ландшафтов бассейна pp. Сытыкан, Далдын, Марха 35
2.6.2. Почвы территорий бассейна р. Вилюй 38
2.6.3. Оценка состояния растительных сообществ 40
Глава 3. Фауна мелких млекопитающих района исследований 43
Глава 4 . Мелкие млекопитающие в природных биотопах 60
4.1. Пространственная структура и биотопическое распределение 60
4.2. Питание 70
4.3. Возрастная структура 76
4.4. Половая структура 80
4.5. Размножение 84
Глава 5 . Мелкие млекопитающие трансформированных местообитаний ...93
5.1. Особенности распространения массовых видов в трансформированных территориях алмазной промышленности 93
5.2. Мелкие млекопитающие в зоне воздействия аварийных подземных ядерных взрывов в Западной Якутии 105
5.3. Питание мелких млекопитающих в трансформированных местообитаниях. 116
5.4. Половозрастная структура 118
5.5. Размножение 124
Выводы 127
Список литературы 129
- Трансформация природных экосистем под влиянием алмазодобывающей промышленности
- Пространственная структура и биотопическое распределение
- Особенности распространения массовых видов в трансформированных территориях алмазной промышленности
- Мелкие млекопитающие в зоне воздействия аварийных подземных ядерных взрывов в Западной Якутии
Введение к работе
В Западной Якутии с середины 50-х годов XX века началось промышленное освоение алмазных месторождений и в настоящее время Республика Саха (Якутия) стала одним из основных поставщиков алмазов в мире. В последние десятилетия продолжаются исследования и ввод в эксплуатацию новые месторождения, прокладываются сети дорог, растут города и рабочие поселки, увеличивается приток людей и техники.
Одновременно с экономическим развитием региона усиливается антропогенное воздействие на природные комплексы. Интенсивное природопользование привело к изменению структуры и функционирования как водных, так и наземных экосистем, их продуктивности и биологического разнообразия. Впервые внимание общественности на загрязнение р. Вилюй высокоминерализованными рассолами трубки «Мир» обращалось в 1985 г. на 2-й сессии Верховного Совета Я АССР 11-го созыва в выступлении о проблемах охраны природы республики (Соломонов, 2002). В апреле 1993 г. на совещании по охране природы Вилюйского бассейна были сформулированы задачи решения экологических проблем Вилюя (Соломонов, 2002). В апреле 1995 г. на I съезде по охране природы в Республике Саха (Якутия) сообщалось, что общая площадь нарушенных и не восстановленных горнодобывающей промышленностью земель составляет порядка 300 тыс. га (Экологические проблемы Якутии, 1996). В результате исследований природоохранных организаций отмечалось, что применяемые до недавнего времени на горных предприятиях и обогатительных фабриках технологии оказывают на окружающую среду значительные воздействия, продолжаются негативные процессы техногенных преобразований ландшафтов, почвенного и растительного покрова, образование в водотоках геохимических потоков рассеяния элементов-загрязнителей (Экология бассейна реки Вилюй, 1992; Экология реки Вилюй, 1993; Экология Вилюя, 1997; Соломонов, 2002).
Последствия разработок полезных ископаемых носят пролонгированный на неопределенный срок характер, что обеспечивает их аккумуляцию и может привести, в конечном итоге, к нарушению состояния экосистемы всего региона. Результаты техногенного воздействия особенно ярко проявляются по притокам р. Вилюй - pp. Малая Ботуобуя и Марха, где расположены предприятия отрасли. По реке Марха и ее притокам расположены предприятия крупнейших в Северо-Западной Якутии горнообогатительных комбинатов Айхал и Удачный со всеми звеньями хозяйственно-бытового обслуживания, населенными пунктами. По данным научных исследований (Отчет о результатах..., 1993, 1995, 1996; О состоянии окружающей среды..., 2001) в зоне влияния горных предприятий в верховьях р.Мархи отмечается высокое содержание тяжелых металлов в пойменных почвах, нарушение естественной растительности через разрушения гумусного слоя, значительное изменение химического и микроэлементного состава водной среды. С 1994 г. в бассейне среднего течения реки Марха начато развертывание широкомасштабной деятельности по разработке новых кимберлитовых трубок Ботуобинская и Нюрбинская, которая при игнорировании природоохранных мероприятий может оказать негативное воздействие на природную среду и здоровье коренного населения.
Кроме того, негативные изменения экосистем в регионе связаны и с последствиями подземных ядерных взрывов (ПЯВ) «Кристалл» и «Кратон-3» с аварийными выбросами радионуклидов, в том числе плутония - 239 и 240, на земную поверхность и в атмосферу (Цыганов, 1993; Степанов и др., 2002). ПЯВ «Кристалл» был осуществлен 2 октября 1974 г., вблизи алмазоносной трубки «Удачная», в 2,5 км к северу от п. Удачная-2, в целях создания плотины хвостохранилища обогатительной фабрики на ручье Улахан-Бысыттах (левый приток р. Далдын - приток р. Вилюй). Мощность заряда - 1,7 кт, глубина заложена - 98 м от поверхности земли. ПЯВ «Кратон-3» был произведен 24 августа 1978 г. С целью сейсмического зондирования земной коры на глубине 577 м был заложен заряд мощностью 19 кт. Объект находится в 40 км к востоку от п. Айхал и 60 км к югу от г. Удачный, на правом берегу р. Марха, в 160 м от уреза воды.
В последнее время правительство республики уделяет' особое внимание природоохранной деятельности. Это отражается в Указах Первого Президента РС(Я) М.Е. Николаева: № 837 «О мерах по развитию особо охраняемых территорий» от 16 августа 1994 г., № 836 «О введении особого режима пользования и охраны уникальных озер Республики Саха (Якутия)» от 16 августа 1994 г., № 1038 «О Департаменте по охране генофонда народов Республики Саха (Якутия)» от 3 мая 1995 г. и др. Приняты ряд Законов: «О лесе», «О недрах и недропользовании» (1992 г.), «Об административной ответственности за экологические правонарушения» (1993 г.), В докладе Первого Заместителя Председателя Правительства РС(Я) на I съезде Республики Саха по охране природы было сказано, что алмазодобывающей промышленностью разработана концепция стратегического развития до 2015 года: по сырьевой базе, технической политике, структурным преобразованиям и т.д. Решаются и вопросы охраны природы: строительство и эксплуатация бессточных водохранилищ, захоронение минерализованных вод, экологизация технологии извлечения алмазов. На прошедшем в марте 1999 г. в г. Якутске научном семинаре «Оценка воздействия промышленных и горнодобывающих предприятий на окружающую среду» в выступлении о характеристике современного состояния природоохранной деятельности предприятий АК «АЛРОСА» было отмечено, что 8-10 % от проектной стоимости предприятий отчисляется компанией на природоохранную деятельность.
Актуальность. В результате наращивания производственных мощностей промышленных предприятий, увеличения объемов горных работ, последствий аварийных выбросов подземных атомных взрывов в регионе произошли существенные изменения в структуре и функционировании экосистем Северо-Западной Якутии. Учитывая слабую устойчивость северных экосистем к антропогенным воздействиям, а также длительный процесс самовосстановления является актуальным всестороннее изучение природных комплексов и их элементов, поиск методов оценки состояния окружающей среды, решение вопросов по восстановлению и охране природных ценозов.
Главные задачи всестороннего анализа состояния окружающей среды заключаются в изучении максимального набора всевозможных сторон воздействия различных факторов на элементы биосферы, анализе эффектов этого воздействия с целью выявления приоритетных его сторон и оптимизации взаимодействия человека с природой (Израэль, 1984).
К настоящему времени имеются работы Института прикладной экологии Севера и других природоохранных организаций по исследованию экологической обстановки территорий бассейна реки Вилюй (Экология бассейна реки Вилюй, 1992; Экология реки Вилюй, 1993; Экология Вилюя, 1997; Отчет о результатах..., 1993, 1995, 1996; Сводное заключение..., 1996; Трофимова, Жирков, 2001; Соломонов, 2002). Рассмотрены характеристики техногенных вод, химический состав снежного покрова, поверхностных, пойменных и озерных вод, донных осадков. Определено содержание тяжелых металлов в почвах, воде и донных осадках (Игнатьева и др., 2001). Освещены проблемы состояния авифауны Вилюйского водохранилища, водной биоты, растительности (Тяптиргянов и др., 1992) и влияние ГЭС на окружающую среду (Спесивцева, 1976; Кусатов, Слепцова, 1996).
В Западной Якутии исследование воздействий техногенеза, изучение вопросов охраны и рационального использования животного мира региона сейчас начинает развиваться (Мордосов и др., 1996; Мордосов, 1997; Экология Вилюя, 1997; Данилов, 2003; Шадрина, Шадрин, 2003; Шадрина, 2004). Кроме того, появляются работы, посвященные биоиндикации воздействий (Шадрина, Вольперт и др., 2003; Шадрина, Вольперт, 2004).
На основании вышесказанного, изучение фауны и экологии животных северо-западной Якутии в условиях долговременного антропогенного воздействия и трансформации существовавших экосистем, является весьма актуальным и необходимым.
Мелкие млекопитающие использованы как модельные индикаторы состояния окружающей среды по следующим причинам. Они являются широко распространенными животными и имеют высокую степень мобильности, сравнительно легко доступны для изучения, приурочены к определенным местообитаниям, отличаются повышенной чувствительностью к изменениям окружающей обстановки, включая не только трансформацию ландшафтов, но и физико-химическое загрязнение среды. Изменения биотопических и микроклиматических условий существования неизменно ведут к нарушениям экологической структуры и численности популяций зверьков. Кроме того, имеется значительное количество литературных данных по экологии массовых видов мелких млекопитающих в ненарушенных территориях для сравнения, но и посвященных фауне зверьков техногенных ландшафтов в других частях их ареалов.
Цель и задачи. Основной целью данной работы является исследование фауны и основных черт экологии мелких млекопитающих в условиях техногенной трансформации биоценозов Северо-Западной Якутии.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
Изучить видовой состав мелких млекопитающих в местах исследования;
Исследовать экологические особенности массовых видов в природных биотопах;
Исследовать экологические особенности массовых видов в трансформированных местообитаниях;
4. Выявить изменения в сообществах мелких млекопитающих при трансформации среды в зависимости от степени техногенной нагрузки;
5. Определить адаптивные механизмы полевок в условиях техногенной трансформации среды обитания;
6. Изучить закономерности поступления радионуклидов в организм мелких млекопитающих в зоне воздействия аварийных ядерных взрывов.
Научная новизна. В пределах исследованного региона уточнены области распространения восточноазиатской мыши, полевки Миддендорфа, и красно-серой полевки.
Впервые исследованы мелкие млекопитающие в местах аварий при проведении взрывов «Кратон-3» и «Кристалл».
Установлено, что радионуклиды попадают в организм лесных полевок через кормовые растения.
Впервые установлено, что в условиях Северо-Западной Якутии переход Cs-137 из желудочно-кишечного тракта в мышечную ткань полевок происходит в одинаковом соотношении и в импактной ПЯВ и фоновой зонах.
В результате выполненных работ, собран материал по распространению животных, исследованию экологических параметров зверьков в малоизученных (среднее течение р. Мархи, участки долины р. Вилюй ниже водохранилища) и практически неизученных (верхнее течение р. Мархи, среднее течение р. Анабар) частях региона.
Защищаемые положения:
Основу фауны мелких млекопитающих исследуемого региона составляют широко распространенные голарктические бореальные виды северной тайги.
На техногенных территориях Северо-Западной Якутии, обитают только наиболее пластичные и широко распространенные виды, такие как красная полевка, полевка-экономка, средняя и тундряная бурозубки.
На трансформированных алмазодобывающей промышленностью и последствиями аварийных ПЯВ территориях численность и количество видов мелких млекопитающих ниже, чем в фоновой контрольной зоне. В околоводных антропогенных местообитаниях, при появлении растительности, может широко расселиться полевка-экономка, достигающая в этих биотопах высокой численности.
В трансформированных зонах алмазных трубок и аварийных ПЯВ мелкие млекопитающие проявляют сходные экологические адаптации.
Научно-практическая значимость. Результаты работы представляют определенный теоретический интерес, так как впервые рассматриваются фауна и экология мелких млекопитающих на техногенных ландшафтах в условиях Западной Якутии. Исследованы некоторые совершенно неизученные и малоизученные части региона. Собранные нами материалы дополняют имеющиеся сведения о распространении и численности некоторых видов мелких млекопитающих региона исследований. В процессе работы выявлена прямая зависимость между составом фауны, численностью зверьков и степенью техногенного воздействия.
Практическая значимость исследований определяется возможностями использования предложенных подходов при решении вопросов оценки состояния среды, разработке научных рекомендаций по мониторингу и природоохранным мероприятиям при разработке новых месторождений и создания мониторинговых работ на разрабатываемых участках с целью сохранения биоразнообразия и генофонда животных в регионе. Полученные результаты использовались в отчетах по НИР Института прикладной экологии Севера АН РС(Я) при оценке состояния окружающей среды в районе разработок алмазных трубок «Юбилейная», «Удачная» и на Накынском кимберлитовом поле в 1993-1995 гг.
Апробация работы. Некоторые результаты исследований были представлены на научных конференциях: "Экология и проблемы защиты окружающей среды" в г. Красноярске, 1996 г., "Наука - невостребованный потенциал" в г. Якутске, 1996 г., "Теоретические и прикладные проблемы охраны генофонда и обогащения биоразнообразия" в г. Якутске, 1997 г., "Биологическое разнообразие животных Сибири" в г. Томске, 1998 г., на VI съезде териологического общества в г. Москве в 1999 г., "Шаг в будущее" в г. Якутске, 1998, 1999 гг., «Научные исследования аспирантов и молодых ученых» в г. Якутске в 2001 г., «Приморские зори-2003» в г, Владивостоке в 2003 г., «Радиационная безопасность Якутии» в г. Якутске в 2003 г., в отчетах Института прикладной экологии Севера СО РАН по НИР «Оценка экологической обстановки территории Вилюйских улусов для определения их экологического статуса» в 1993, 1994, 1995 гг.
По данной теме имеется 13 публикаций, 2 научные работы находятся в печати.
Трансформация природных экосистем под влиянием алмазодобывающей промышленности
Сложное геолого-геоморфологическое строение Западной Якутии (Вахрамеев, Пущаревский, 1954; Бабаян и др., 1960; Русанов и др., 1967; Фотиев и др., 1974 и др.), суровые природно-климатические условия (Гаврилова, 1973), развитие специфических типов почвы (Зольников, 1958; Еловская, Коноровский, 1978) и растительности (Лукичева, 1963; Щербаков, 1975 и др.) в зоне распространения многолетнемерзлых пород обуславливают существование биоты на критическом уровне и низкий самовосстановительный потенциал.
Деятельность горнодобывающей промышленности оказывает определенные механические и химические воздействия на природную среду. На первом этапе происходит деградация, чаще полное разрушение почвенного и растительного покровов (Арчегова и др., 1994; Деманов и др., 1994; Тишков, 1996 и др.). В дальнейшем наблюдается первичное зарастание, в котором участвуют виды-пионеры (Миронова, 1994; Захарова, Карпов, 1998; Карпов, Захарова, 1998). В результате формируются принципиально новые техногенные ландшафты, на которых развивается рудеральная растительность (Миронова и др., 1990; Миронова, 1996; Захарова, 1999 и др.). По нашим наблюдениям разрушение и трансформация природных местообитаний приводит к снижению численности мелких млекопитающих, уменьшению их биоразнообразия до практически полного исчезновения отдельных видов. Подобное явление наблюдается при сильных техногенных воздействиях и в других регионах Севера (Пыстин, Ануфриев, 1994; Егоров, Вольперт, 1996; Мордосов и др., 1996; Вольперт, Сапожников, 1998). По-видимому, к видам, особо уязвимым при антропогенном влиянии, прежде всего, относятся животные с относительно низким потенциалом размножения. Для существования популяций животных, прежде всего, необходим почвенный покров и произрастание растительности в районах техногенной нагрузки. По СИ. Мироновой (1994) формирование растительности нарушенных территорий идет по двум типам сукцессии: восстановительным на не полностью нарушенных местообитаниях с сохранением остатков естественной растительности, и сингенетическим -с полной трансформацией почв в техногенный грунт. Максимальная нагрузка, которая приводит к уничтожению основных компонентов растительных сообществ, абсолютно пагубна только в случае, если в исходном растительном покрове не были представлены, хотя бы в малом обилии, однодольные клональные многолетники (пушицы, осоки, злаки) (Андреяшкина, Пешкова, 1998). Подобное отмечают В.И. Захарова, Н.С. Карпов (1998) для пояса горных притундровых редколесий в окрестностях п. Кулар. Здесь выявлено, что восстановление растительного покрова отвалов и отстойников в настоящее время очень слабое и зарастание идет за счет аборигенных видов исходных сообществ. В процессе самовосстановления флоры в трансформированных ландшафтах выявлено существование тесной зависимости между растительными сообществами и механическим составом, физическим свойством пород, а также возрастом отвалов (Миронова, 1994),
Для Западной Якутии СИ. Мироновой (1999) выделяются 4 класса сукцессионного ряда. На первом этапе сукцессии, при отсутствии поселения видов, в первые пять-десять лет отвалы начинают зарастать единичными видами высших растений (кипрей, дескурайния, крестовник). Сплошных группировок не наблюдается, в травостое преобладают однолетники, фон пестрый. Проективное покрытие составляет 20-30% (Миронова, 1994). Следует отметить, что первоначальная природная растительность в техногенных территориях не восстанавливается. Здесь развиваются первичные антропогенные сукцессии, основу которых составляют рудеральные виды способные быстро захватывать освободившиеся территории. Флора промышленных отвалов исследованного региона составляет всего 14% от общего списка высших растений естественных ландшафтов (Миронова, 1999).
На отвалах 10-15-летнего возраста образуются сообщества класса Puccinollio-Hordeetea jubati с преобладанием злаков (мятлики, овсяница, вейники на повышенных участках, ячмень, бескильница, арктофила, вейник - на пониженных) с примесью разнотравья (ясколки, кипрей, мак, одуванчик, горцы, камнеломки, полыни на повышениях и пушица, крестовник, калужница - на понижениях) и осок. Среднее проективное покрытие травостоя колеблется в пределах 30-60%, средняя высота - 20-50 см. В дальнейшем сукцессия идет по направлении к восстановлению растительного покрова. На более старых отвалах (возраст 20 и более лет) отмечается подрост лиственницы, чозении, ивы.
В районе наших исследований в окрестностях карьеров «Удачный» и «Юбилейный» самовосстановление флоры не отмечено. Это обуславливается большой высотой отвалов, на которые занос семян затруднителен и продолжением сброса отработанных пород на большинство прилежащих к карьерам отвалов.
Пространственная структура и биотопическое распределение
Пространственная структура популяций определяет наиболее эффективное использование защитных, микроклиматических и кормовых ресурсов среды (Шилов, 1977). Сложность и динамичность пространственной структуры популяций повышает приспособительные возможности и обеспечивает воспроизводство и поддержание численности вида в условиях резких колебаний окружающей среды (Шварц, 1967). В условиях глубоких антропогенных изменений природных ландшафтов изучение территориального распределения млекопитающих представляет большой теоретический и практический интерес.
Мелкие млекопитающие с их способностью заселять разнообразные биотопы, формируя для каждого из них определенное сообщество с собственной структурой, являются наиболее удобным объектом для изучения характера реакции и адаптации живых организмов на антропогенные воздействия различной степени интенсивности.
Анализ пространственной структуры популяций мелких млекопитающих показывает, что у массовых видов мышевидных грызунов (у красной и красно-серой полевок, у полевки-экономки) в Северо-Западной Якутии изменения численности сопровождаются сокращением или расширением второстепенных биотопов при сохранении сети относительно постоянных поселений. Это по классификации В.Е. Флинта (1977) соответствует «пульсирующему» типу пространственной структуры. В годы высокой численности красная полевка осваивает практически все растительные сообщества. Так, в 2001 г. зверек добывался не только в лесных угодьях, но заселял и луговые и околоводные местообитания. Наибольшей численности зверек достигает в типологически разнообразных лиственничниках - до 5,5 экз. на 100 д/с (табл. 4.1.1) и 16,9 экз. на 100 к/с (табл. 4.1.2). Опушки лиственничных лесов также являются излюбленными биотопами- 5,1 экз. на 100 д/с. Относительная численность красной полевки в долинных ерниках и ивняках ниже - до 1,8 экз. на 100 д/с и 7,4 на 100 к/с. Еще ниже численность зверьков была на луговых участках и зарастающих вырубках и гарях - до 1,3 экз. на 100 д/с и 4,5 экз. на 100 к/с. В фазе спада численности этот вид предпочитает лиственничные биотопы с моховым покровом.
В годы пика полевка-экономка может населять лесные биотопы. В характерных биотопах в эти годы зверек достигает высокой численности -20,0 экз. на 100 д/с. Следует отметить, что образующиеся вследствие деятельности алмазодобывающей промышленности луговые участки, побережья искусственных с травянистой растительностью биотопы полевка-экономка заселяет с высокой плотностью. В годы депрессии численности зверек отлавливался только в заболоченных и прибрежных стациях с обильной травянистой растительностью - в стациях переживания, которые являются основным местом обитания.
Красно-серая полевка в годы высокой численности населяет все пригодные биотопы, кроме затапливаемых пойменных ивняков. В такие годы она достигает наибольшей плотности в лишайниково-моховых лиственничниках, в годы наших исследований до 1,2 экз. на 100 д/с и 5,5 экз. на 100 к/с. В ельниках численность зверька до 1,9 экз. на 100 к/с. С низкой численностью этот грызун населяет ерники и луговые участки, соответственно 1,8 и 1,3 экз. на 100 д/с. В годы депрессии численности эта полевка встречается в лиственничниках с обилием лишайников и хорошо развитым моховым покровом. Местообитания лесного лемминга приурочены к лиственничным биотопам - ОД экз. на 100 д/с, встречается зверек и на зарастающих вырубках и гарях -до 0,3 на 100 д/с. В годы пика средняя бурозубка отсутствует лишь в свежих гарях, где травянистая растительность находится в начальной стадии сукцессии. Наибольшая численность этого вида отмечена нами на опушках — 1,2 экз. на 100 д/с и пойменных биотопах — 11,9 экз. на 100 к/с. Тундряная бурозубка в исследованных выдел ах отсутствовала в ивовых зарослях, гарях и на каменистых склонах долин. Часто добывалась на опушках лиственничников - 0,8 экз. на 100 д/с, и ерниках - 1,9 на 100 к/с. Виды, относящиеся к возможным стенобионтам, мы подразделяем на две группы. К первой относятся немногочисленные животные, обитающие на пределе ареала: северного - восточноазиатская мышь, которая предпочитает ельники, где достигает наибольшей численности (до 1,9 экз. на 100 к/с); мышь-малютка, предпочитающая опушки и разнотравные луга; южного предела - полевка Миддендорфа населяет пушициево-ерниковые и ивовые редколесья с невысокой плотностью населения. Вторую группу составляют мелкие млекопитающие, заселяющие свойственные им биотопы с высокой плотностью: северная пищуха, узкочерепная полевка и полевка-экономка. В характерных для них местообитаниях, численность этих видов может относительно высокой
Особенности распространения массовых видов в трансформированных территориях алмазной промышленности
Учеты численности и изучение экологии мелких млекопитающих на территориях, находящихся под воздействием алмазной промышленности позволили исследовать особенности распространения массовых видов мелких млекопитающих, определить численность, видовой состав зверьков и его изменения в разных по степени трансформации зонах.
В фоновой и малотрансформированной зонах в окрестностях алмазной трубки «Юбилейная» количество видов мелких млекопитающих гораздо выше, чем в прикарьерной территории (табл. 5.1Л). Как видно из материалов этой таблицы, относительная численность красной полевки в контроле в 1,4 раза, а красно-серой полевки до 7-ми раз превышает таковую на трансформированных участках. Наиболее чувствительными к антропогенному воздействию видами оказались бурозубки и красно серая полевка. На участках сильнотрансформированной зоны эти зверьки встречаются редко и относительная численность их низкая. В сильнотрансформированной влиянием промышленной деятельности зоне трубки «Юбилейная» наблюдалось появление больших площадей с рудеральной луговой растительностью. В связи с искусственным увеличением разрывов лесной растительности, появлением новых техногенных участков в виде зарастающих травянистой растительностью берегов водо- и хвостохранилищ, каналов и других открытых участков стало возможным расселение полевки-экономки и плотность ее популяции в техногенных биотопах была высокой (табл. 5.1 Л). В новых местообитаниях численность этого зверька была часто выше, чем в коренных, которые в фоновой зоне зачастую распространены в меньшей мере и отличаются сравнительно небольшими площадями. В лесных биотопах малотрансформированного участка в уловах встречались средняя и тундряная бурозубки. Относительная численность их здесь невелика. В условиях Якутии средняя бурозубка тяготеет к лесным биотопам, а тундряная является типичным обитателем пойменных биотопов (Ревин и др., 1982; Вольперт и др., 1990; Вольперт, Шадрина, 2002). В околоводных биотопах сильнотрансформированной зоне, по-видимому, произошло обеднение фауны. Тут оказалось возможным обитание только двух видов - полевки-экономки и красной полевки. В подобном биотопе в фоновой зоне отмечены еще и красно-серая полевка и средняя бурозубка (рис, 5.1.1). Изменение структуры фауны в связи с изменением численности или исчезновением отдельных видов под влиянием антропогенного воздействия отмечали в свое время в Полесье (Терехович, Бурко, 1989), в Прикаспии (Варшавский и др., 1991), в таежной зоне Урала (Куликова, 1979; Лукьянова, 1990; Лукьянова и др., 1994), в Якутии (Вольперт, 1999).
Для сравнения состава фауны мелких млекопитающих в трансформированной и фоновой зонах нами использовался показатель сходства Серенсена S (Одум, 1975). Так, в 1993 г. исследованиями на территории прилежащей к алмазной трубке «Юбилейная» выяснено, что при этот показатель равен 0,86. Индекс общности ИО «Жаккара-Наумова» (Наумов, 1964) видового состава мелких млекопитающих в исследованных зонах относительно молодой алмазной трубки «Юбилейная» оценивается значением 80,0
Относительная численность грызунов и землероек в окрестностях карьера «Удачный» Удачнинского ГОКа разная в различных по степени трансформации местообитаниях. В сильнотрансформированной зоне обилие зверьков в 2-4 раза ниже, чем в малотрансформированной и фоновой зонах (табл. 5.1.2).
В сильно трансформированных участках сокращается пригодная для обитания мелких млекопитающих площадь, что, по-видимому, обуславливает изменение их видового состава. В таких участках исчезают красно-серая полевка и лесной лемминг (рис. 5.1.2) и сохраняются виды, питающиеся широким набором кормов - красная полевка, полевка-экономка и средняя бурозубка. 72%
В связи с сильнейшим разрушением существовавшего ландшафта полностью уничтожен наземный покров, что, по-видимому, обусловило исчезновение этих двух видов. В большинстве отвалов растительный покров не произрастает и сюда мелкие млекопитающие еще не проникли. В произведенных здесь отловах мышевидные грызуны и землеройки не добыты. В окрестностях кимберлитовой трубки «Удачная» показатель сходства видового состава Серенсена S сообществ сильнотрансформированных и малотрансформированных местообитаний был равен 0,56. В сильнотрансформированной и ненарушенной фоновой зонах показатель S меньше - 0,5. Индекс общности ИО Жаккара - Наумова в окрестностях разрабатываемой с 1957 г. трубки «Удачная» значительно лиже, чем в сравниваемых выделах трубки «Юбилейная» - 40,0. Оба используемых коэффициента выявили разницу в сходстве и общности видовых составов мелких млекопитающих в зоне воздействия сравнительно молодой трубки «Юбилейная» и в окрестностях разрабатываемой более 25 лет трубки «Удачная». В трансформированных и фоновых биотопах трубки «Юбилейная» сходство в 1,5 раза больше, а индекс общности двух сравниваемых выборок в 2 раза выше, чем в исследованных участках трубки «Удачная».
Мелкие млекопитающие в зоне воздействия аварийных подземных ядерных взрывов в Западной Якутии
В 1994, 2001, 2002 гг. нами были исследованы почвы, растительность и животные территорий, прилежащих к объектам подземных ядерных взрывов (ПЯВ) «Кристалл» и «Кратон-3», проведенных в бассейне р. Марха в Мирни иском районе.
ПЯВ «Кратон-3» был произведен 24 августа 1978 г. по заказу Министерства геологии СССР для сейсмического зондирования осадочного чехла земной коры. Заложенный на глубине 577 м заряд мощностью 19 кт из-за отклонения от проектной технологии и нарушения герметизации зарядной скважины приблизительно на 5 секунде после взрыва выбросил на земную поверхность и в атмосферу радиоактивные продукты взрыва, превратив около 100 га леса в «мертвую зону» (Мирные ядерные взрывы, 2002). Объект находится в 40 км к востоку от п. Айхал и 60 км к югу от г. Удачный, на правом берегу р. Марха, в 160 м от уреза воды.
ПЯВ «Кристалл» был осуществлен 2 октября 1974 г., вблизи алмазоносной трубки «Удачная», в 2,5 км к северу от п. Удачный-2, в целях создания плотины хвостохранилища обогатительной фабрики на ручье Улахан-Бысыттах (левый приток р. Далдын). Мощность заряда - 1,7 кт, глубина заложения - 98 м от поверхности земли. Заказчиком ПЯВ выступило Министерство цветной металлургии СССР. По проекту предполагалось осуществить 8 взрывов, но из-за создавшейся аварийной ситуации с выбросом на дневную поверхность продуктов взрыва выполнение дальнейших работ было остановлено (Бурцев, Колодези и кова, 1997).
Нашими исследованиями в августе-сентябре 1994 г. на территориях, расположенных в непосредственной близости от объекта ПЯВ «Кристалл», выявлено обитание единственного вида из млекопитающих — сибирской красной полевки. Причем в отловах отмечены только молодые зверьки -сеголетки, преимущественно самцы с низкой относительной численностью равной 1,3 экз. на 100 д/с (Мордосов и др., 1997; Колодезников, 2001). Все зверьки были отловлены на границе или за пределами так называемого «Мертвого леса», окружающем место взрыва и продолжающемся в северовосточном направлении. В августе 2002 г. при кратковременных работах
Здесь кроме красных полевок была отловлена тундряная бурозубка. В окрестностях ПЯВ «Кратон-3» обитают красная полевка, полевка Миддендорфа, средняя и тундряная бурозубки. В «мертвом лесу» на различном удалении от могильника, на периферии трансформированной зоны и в фоновом участке нами были проведены учеты численности мелких млекопитающих (табл. 5.2.1). Отмечено, что мелкие млекопитающие в зоне воздействия последствий аварийных взрывов обитают исключительно на границе, либо за пределами «мертвого леса» и неохотно посещают зараженную местность. Численность красной полевки увеличивается с повышением проективного покрытия почв от 50%. Внутри «мертвого леса» встречаются единичные экземпляры и учетные работы здесь показали на низкую численность мышевидных грызунов. Причем в окрестностях ПЯВ в отловах зарегистрированы только расселяющиеся сеголетки летних генераций. Не исключено, что радиоактивное воздействие сказалось на репродуктивных функциях зверьков, обитающих в зоне ПЯВ. Так в 2001 и 2003 гг. в 27% исследованных генеративных органов беременных самок красной полевки (n = 22), отловленных в окрестностях ПЯВ «Кратон-3» была отмечена резорбция эмбрионов (limit 1-3). Эти данные сходны с 108 результатами исследований А.И. Таскаева и Б.В. Тестова (1999) в зоне Чернобыльской аварии. Их работами в 1986-87 гг. на участках сильного загрязнения обнаружена резорбция эмбрионов в 18,1 и 21,6% от числа исследованных самок. Известно, что растения и животные, получают естественное и искусственное радиационное излучение из почвы (Криволуцкий, 1983; Ильенко, Крапивко, 1989). Для определения поступления гамма - радиации в организмы зверьков нами были отобраны пробы почв и растений, употребляемых в пищу красной полевкой.
Гамма-спектральным анализом в почвенных пробах выявлено высокое содержание Cs-137, К-40, отмечено наличие Ат-241. Удельная активность Cs-137 высока в верхних слоях почвы до глубины 20-40 см. Наивысшего значения показатель достигает в поверхностном слое до 4-5 см глубины на обоих исследуемых объектах, причем, в непосредственной близости от эпицентра ГГЯВ "Кратон-3" он показывает значение 83638,5 (2951,9) Бк/кг, и на глубине 60 см остается довольно высоким- 406,8 ± 13,5 Бк/кг. Активность К-40 в поверхностных слоях, довольно высокая - 1087,5 (258,1) Бк/кг в верхнем 5 см слое и 931,7 (53,1) Бк/кг на глубине 20 см (табл. 5.2.2). Такое распределение радионуклидов в почвах отмечается всеми авторами, изучавшими эту проблему в других регионах (Ильенко, Криволуцкий, 1971; Алексахин, Нарышкин, 1977; Криволуцкий, 1983; Израэль и др., 1990 и др.).
В почвах на территории проведения ГГЯВ "Кристалл" поверхностная активность Cs-137 гораздо ниже, чем на территории ПЯВ "Кратон-3". В непосредственной близости от эпицентра взрыва удельная активность цезия поверхностных слоев почв варьирует в значениях от 171,1 (0,74) Бк/кг до 3,31 (0,3) Бк/кг. Активность К-40 здесь 1044,8 (51,5) Бк/кг в верхнем 5 см слое и на глубине 20 активность составляет 986,2 (46,5) Бк/кг. Слой почвы, в которой обнаружен радиоцезий, здесь