Этим летом в трех городах Мурманской области – Апатитах, Мончегорске и Мурманске стартовал первый этап масштабного проекта Российского научного фонда.
Несколько сотен образцов северной почвы теперь ждет всестороннее изучение. Экологи, микробиологи и почвоведы собираются выяснить все физико-химические особенности почв и микробных сообществ, которые влияют на состояние зеленой инфраструктуры городов, здоровье человека и являются индикаторами изменения экосистем, чутко реагируя на потепление климата и загрязнение.
Естественные и рукотворные
Масштабная работа стартовала этим летом в рамках трехлетнего проекта Российского научного фонда «Экологические функции и экосистемные услуги микробного сообщества почв и почвенных конструкций городов Арктики в условиях потепления климата и антропогенной нагрузки». Руководит проектом кандидат биологических наук, заместитель директора по научной работе Аграрно-технологического института РУДН, научный сотрудник центра «Смарт-технологий и устойчивого развития городской среды в условиях глобальных изменений», старший научный сотрудник Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра Российской академии наук (КНЦ РАН) Мария Корнейкова. В исследованиях также принимают участие ученые Института проблем промышленной экологии Севера, Полярно-альпийского ботанического сада-института, Лаборатории природоподобных технологий и техносферной безопасности Арктики КНЦ РАН и Института географии РАН.
– Наш проект разделен на три этапа, минувшим летом стартовал первый, полевой, – рассказывает Мария Владимировна. – Вместе с коллегами мы проехали по трем городам Кольского полуострова – Мурманску, Апатитам и Мончегорску. В каждом взяли множество почвенных образцов из разных парков и скверов. В областном центре мы закладывали почвенные разрезы в сквере на улице Ленинградской, где установлен памятник Жертвам интервенции, в зеленой зоне Рябиновой аллеи и нетронутом благоустройством пятачке Семеновского озера. Это очень разные объекты и по своему возрасту, и по истории создания, и по рекреационной нагрузке. В других населенных пунктах также выбрали для изучения по три популярных для отдыха места, которые не испытывают прямой антропогенной нагрузки со стороны автотранспорта и предприятий.
В экспедицию с лопатами
Особенность этого проекта в отборе проб по почвенному профилю, в более глубокой в буквальном смысле работе. Если для микробиологического анализа обычно достаточно поверхностного слоя почв, то на этот раз ученым пришлось примерить на себя роль кладоискателей. Ведь особенности состава и гидрологического режима как фоновых, так и городских северных почв создают условия для обитания микроорганизмов не только в поверхностном горизонте, но и значительно глубже.
– Так, в мурманском сквере на улице Ленинградской мы заложили очень интересный глубокий почвенный разрез, – продолжает Мария Владимировна. – По нему отлично видно, какими были исходные почвы, когда проводили реконструкцию, подсыпали субстраты и различные смеси. Почва в обновленной несколько лет назад Рябиновой аллее, где, как нам рассказали в муниципальном учреждении «Мурманские городские парки и скверы», впервые применили особую технологию укладки рулонных газонов, другая. Пробы из природного массива в районе Семеновского озера также очень отличаются по генезу.
Изучение столь разных почв заполярных скверов позволит ученым выявить особенности функционирования микробных комплексов в разнообразных условиях арктического города.
В частности, ученые планируют оценить состояние почвенных микроорганизмов и их потенциальное влияние на растительность, газонную траву, кустарники и деревья. Также они определят факторы, которые в городских условиях влияют на почвенное микробное сообщество.
– Проект позволит нам понять, в каких условиях городская почва и растения запасают, или, выражаюсь языком специалистов, депонируют, больше углерода, – говорит Мария Корнейкова. – Ведь избыточное выделение углекислого газа в атмосферу является одной из причин глобального потепления. А такое изменение климата может иметь очень критичные последствия для Арктики. Еще мы будем опытным путем подбирать «правильную» почвенную смесь, отлично подходящую для посева газонов, которая, с одной стороны, будет эстетически красивой, а с другой – будет запасать углерод, тем самым снижая выбросы углекислого газа в атмосферу.
Также мы изучим условно патогенные почвенные грибы, споры которых, попадая в воздух, могут представлять потенциальную опасность для людей, потому как способны вызывать разные аллергические реакции, микозы.
Впоследствии свои разработки ученые, конечно же, охотно предоставят городским службам, которые занимаются озеленением.
Соль по нормативу
На втором этапе проекта в следующем году ученые будут анализировать, как влияют на почвенные субстраты два фактора – температура и засоление.
– Во время лабораторных экспериментов мы оценим, как пускай даже незначительное повышение температуры, всего на 1–2 градуса, может повлиять на свойства почвенных микробных сообществ, их функции. А значит, сможем спрогнозировать возможные последствия уже идущих климатических изменений. Это очень важно как для научного сообщества, так и для жителей северных городов.
Прикладную пользу от этих исследований получат и городские службы, которые занимаются благоустройством. Ведь ученые детально рассмотрят тему засоления почв.
– Если воздействие промышленных выбросов предприятий на почву довольно хорошо изучено на Кольском полуострове, то вот изу-чение влияния противогололедных реагентов пока проходило мимо внимания ученых, – добавила Мария Владимировна. – Вероятно, потому, что на Кольском полуострове это не очень распространенный способ содержания дорог и улиц зимой в надлежащем состоянии. В большинстве населенных пунктов региона соль для посыпки обледеневших проезжих частей и тротуаров не используется. Но вот в областном центре это обычная практика. Естественно, при расчистке дорог сугробы вместе с реагентом оказываются на обочинах, на газонах, что негативно сказывается на их состоянии. Затем это поступает в более глубокие слои почвы и разносится все дальше и дальше. Потому мы хотим оценить, как засоление почв влияет на живущих в них микроорганизмов, на растения и какие последствия это может иметь для человека.
Результатом этих исследований станут практические рекомендации по внесению оптимальных доз противогололедных реагентов на определенную площадь, которые не навредят экосистеме в целом.
В естественной среде
На третьем этапе проекта результаты лабораторных экспериментов проверят на открытых модельных площадках. Главной из них станет стационар почвенных конструкций в Апатитах. Там ученые совместно с коллегами из ПАБСИ и Лаборатории природоподобных технологий и техносферной безопасности Арктики КНЦ РАН не только протестируют разные почвенные смеси по самым различным параметрам, но и оценят, как мероприятия по уходу за ними могут влиять на свойства почвенных микробных сообществ и их функционирование.
– Почвенные микробные сообщества выполняют очень важные экологические функции, – подытожила Мария Владимировна. – Они участвуют в процессах трансформации органического вещества, обеспечивают круговорот элементов в экосистеме и влияют на состояние зеленой инфраструктуры города, что чрезвычайно важно при создании комфортной городской среды. Но, очевидно, что количество патогенных и условно патогенных микроорганизмов в городских почвах гораздо выше, чем в естественных. Это может наносить вред здоровью растений, животных и людей.
Потому очень важно понимать, как городские почвы реагируют на внешние воздействия и в каких условиях почвенные сообщества будут лучше всего выполнять свою «работу». На это и нацелен наш проект.
Подготовила Надежда ЛЕБЕДЕВА.
Фото из архива КНЦ РАН.
