Экспедиция почвоведов, микробиологов и экологов трудилась в нашей области в июле. Она стала частью проекта по изучению почв городов Арктики в условиях потепления климата и растущей антропогенной нагрузки. Проект, которым руководит кандидат биологических наук Мария Корнейкова, объединяет ученых сразу нескольких научных и образовательных учреждений - Российского университета дружбы народов, Института проблем промышленной экологии Севера, Полярно-альпийского ботанического сада-института, Лаборатории природоподобных технологий и техносферной безопасности Арктики Кольского научного центра и Института географии Российской академии наук.
Урбанизация - плюсы и минусы
- Идея проекта - это изучение почвенных микробных сообществ на примере трех городов Мурманской области, - объяснила Мария Корнейкова. - Урбанизация - это особенный тип антропогенного воздействия. С одной стороны, отрицательное влияние человека на окружающую среду, связанное с его повседневной деятельностью, - градообразующие предприятия, автомобильный транспорт, бытовые отходы, выгул домашних животных, вытаптывание территорий, а с другой стороны, положительное, когда в городах человек может улучшить природную среду, создать зеленые насаждения, используя при этом конкретные материалы, например, почвенные смеси определенного состава, может подобрать ассортимент растений и проводить определенный набор мероприятий по уходу за зелеными насаждениями для их поддержания и сохранения. Наличие таких сведений позволяет нам выявить факторы, которые оказывают влияние на почвенные микробные сообщества в городах Арктики, и оценить их функционирование.
Работа над проектом разделена на три этапа. В этом году реализован первый полевой этап проекта. В Апатитах, Мончегорске и Мурманске было выбрано по три парка или сквера, наиболее часто посещаемых жителями. В Апатитах объектами исследования стали парк имени Пушкина, парк «Огни города» и Академгородок. В Мончегорске - экопарк на Ленинградской набережной, сквер на Монче и парк имени Бровцева. В Мурманске - парк Жертв интервенции, сквер на Рябиновой аллее и парк в районе Семеновского озера.
На разных горизонтах
- Поскольку городские почвы очень неоднородны и состоят из разных субстратов, содержат артефакты на различной глубине, мы нередко встречаем погребенные почвенные горизонты. Именно в них создаются дополнительные ниши для развития микроорганизмов. Безусловно, свойства микробных сообществ городских почв существенно отличаются от фоновых территорий и от городов других климатических районов, - подчеркнула Мария Владимировна. - Апатитский парк имени Пушкина - естественный, никто туда не подсыпал почвенные субстраты, и это сразу видно по почвенному профилю. Но в то же время эти почвы находятся под антропогенным воздействием, и очень интересно посмотреть, как чувствуют в них себя микроорганизмы. Мы встречали и другие примеры. Так, в мурманском парке Жертв интервенции мы заложили очень интересный почвенный разрез глубиной 1,2 метра. В профиле хорошо видно всю историю создания почв, понятно, какими были исходные почвы, когда проводили реконструкцию, подсыпали субстраты и так далее. Изучение таких разных по генезису почв парков позволяет нам выявить особенности функционирования микробных комплексов в разнообразных условиях арктического города.
Соль и потепление
На втором этапе проекта ученые проведут серию лабораторных экспериментов. Особое внимание они уделят почвенным смесям на основе местных материалов природного происхождения (например, торфа) и техногенного - отходов предприятий или осадков сточных вод.
- В проекте мы планируем посмотреть влияние двух факторов - температуры и засоления, - рассказала Мария Корнейкова. - Известно, что в городской среде формируется «остров тепла». И в целом потепление климата в Арктике имеет более серьезные последствия, чем в других регионах. Исследования покажут, как меняются разнообразие и активность микроорганизмов, растет или снижается при этом количество патогенных микроорганизмов, повышаются или снижаются их полезные свойства.
Также в проекте будет изучено влияние фактора засоления. Воздействие промышленных выбросов на почву достаточно хорошо изучено на Кольском полуострове, а вот последствия использования противогололедных реагентов пока проходили мимо внимания ученых. В Апатитах их мало используют, а в Мурманске соль с дорог попадает на тротуары, на газоны, в почву и оказывает влияние на почвенное микробное сообщество и растительность.
Изучив влияние этого фактора, участники проекта смогут подобрать оптимальные почвенные смеси, дозы внесения реагентов и разработать рекомендации.
Микробы должны работать
Кроме того, ученые предложат новые варианты почвенных смесей.
- Поскольку городские парки призваны создавать комфортную среду для жителей города, нам нужно понять, в каких условиях почвенные микробные сообщества будут лучше всего выполнять свою «работу». Почвы удерживают углерод и загрязнители, способствуют сохранению разнообразия животных и растений, и без понимания того, как они функционируют и реагируют на внешние воздействия, нельзя прогнозировать и контролировать изменения городских экосистем на фоне глобальных перемен. Зеленая инфраструктура крайне необходима при создании комфортных для человека условий в городе, - объяснила Мария Корнейкова.
Результаты работы проекта будут иметь как фундаментальное, так и прикладное значение. Ученые получат данные по химическим и микробиологическим свойствам городских почв Кольского полуострова. На их основе будут разработаны практические рекомендации по подбору состава почвенных смесей, использованию противогололедных средств в арктических городах. Не исключено, что удастся получить какие-то интересные и неожиданные результаты, которые смогут натолкнуть ученых на новые идеи и эксперименты.
Но впереди еще много лабораторных исследований и анализов.
Подготовил Виктор Рагозин
по материалам Кольского научного центра.