Показатели ответа экосистемы на токсическое воздействие
В соответствии с понятием С.С.Шварца "хорошего" биогеоценоза отправной точкой для изучения ответа экосистемы на токсическое воздействие может служить изучение запасов и динамики накопления органического вещества. В природных фитоценозах для этого можно оценить наземную и подземную фитомассу, запасы мертвого органического вещества растительного происхождения, сезонный или годичный прирост древесной растительности, годичный опад.
Кроме того, существуют методы, непосредственно характеризующие продуктивность растительного покрова, скорость деструкционных процессов и т.д. Собранные воедино эти показатели позволяют сделать вывод о сбалансированности процессов аккумуляции вещества и энергии с их расходом, оценить, является ли данная система по отношению к другим "донором" или "акцептором", т.е. выполняет ли она свои функции по отношению к природным системам большего масштаба. Это существенно, поскольку для оценки состояния экосистемы важную роль играет выбор пространственного масштаба рассматриваемого природного комплекса.
Иными словами, показатели состояния могут быть "плохими" на локальном уровне, однако пространственные связи могут в определенной мере компенсировать это отклонение на уровне природных комплексов более крупного масштаба. Подобное явление мы отмечали выше при обсуждении, например, стабилизирующей роли миграционных перемещений в популяциях животных.
Другая группа показателей связана с биологическим разнообразием природных экосистем. Согласно закону необходимого разнообразия Эшби, система только тогда обладает высокой устойчивостью для блокировки внешних и внутренних возмущений, когда она имеет достаточное внутреннее разнообразие. Поэтому показатели биологического разнообразия можно рассматривать в качестве оценки состояния экосистемы.
К числу таких показателей биологического разнообразия можно отнести видовой состав сообществ. Вторжение человека в природные экосистемы, в том числе их токсическое загрязнение, сопровождается исчезновением некоторых наименее резистентных видов, а их замена более устойчивыми видами и формами ведет к смене доминирующих видов и изменению структуры сообществ.
В качестве примера приведем публикацию Д.А.Криволуцкого, в которой проанализирована динамика численности населения и видового разнообразия почвенной микрофлоры в зоне Чернобыльской АЭС. Данные из сообщения представляют собой редкий случай восстановления качества природных биогеоценозов, определяемого по показателям биологического разнообразия.
Установлено, что общая численность микроартропод восстановилась через 2—3 года после аварии за счет глубоко живущих мелких почвенных организмов, их биоразнообразие достигло только 50 % от контроля в течение 5 лет, а с 1993 г. началось восстановление биоразнообразия поверхностно обитающих видов. Количество видов во всех горизонтах почвы достигает в настоящее время 75—80 % от контроля.
Хорошо известно, что климаксовые сообщества характеризуются наибольшей сбалансированностью процессов продукции и деструкции органического вещества. В связи с этим подчеркнем, что появление новых видов организмов однозначно свидетельствует о сдвигах в этих процессах. Увеличение видового разнообразия в климаксных сообществах и тем более его уменьшение не являются благоприятным для стабильности природных систем, а означают начало структурной перестройки и потери устойчивости.
Например, ряд авторов отмечают увеличение видового разнообразия мелких млекопитающих в градиенте токсической нагрузки.
Отмечено, что эти показатели прямо отражают деградацию природных систем, смену стаций обитания и связанное с этим появление новых видов при общем снижении обилия населения животных.
