Уникальные экосистемы Кунашира и Итурупа
Сотрудники лаборатории островных экологических проблем ИМГиГ ДВО РАН завершили полевые работы на островах Кунашир и Итуруп. Они проводятся в рамках трехлетнего гранта Российского фонда фундаментальных исследований «Закономерности структуры и формирования брио- и лихеносообществ в зонах активной вулканической деятельности». Руководитель проекта – научный сотрудник лаборатории, к.б.н. Татьяна Коротеева.
Как сообщает пресс-служба ИМГиГ ДВО РАН, по общепризнанному мнению районы современной сольфатарно-гидротермальной деятельности активных вулканов представляют собой уникальные экосистемы. Они характеризуются своеобразным геологическим строением, химизмом, гидрологическим режимом, микроклиматическими условиями, особой структурой и составом растительных сообществ. Сольфатарные газы и различные по химическому составу и температуре гидротермы интенсивно изменяют и формируют все компоненты ландшафта.
Полевые наблюдения показывают, что лишайники и мохообразные лучше других видов способны выдерживать влияние высоких температур, химически агрессивных сольфатарных газов и термальных вод. Однако ни состав этих сообществ, ни условия, при которых способны существовать растения на активных вулканах, до сих пор никем специально не изучались. Известны лишь единичные работы, посвященные характеристике флоры сосудистых растений термальных местообитаний. Поэтому проводимые биологами Института исследования во многом являются пионерными. И многое из того, что они сегодня делают, начинается со слов «впервые».
За два прошедших года ученым удалось собрать большой объем материалов по брио- и лихенофлоре (мхов, печеночников и лишайников) термальных полей четырех вулканов Южных Курил: Головнина, Менделеева, Руруй (о. Кунашир) и Баранского (о. Итуруп). Исследования проводились непосредственно на гидротермальных и сольфатарных площадках, где описывались напочвенные синузии (от греч. synusia – сообщество) мхов и лишайников.
В нынешнем полевом сезоне учёные провели необходимые исследования на периферийных участках термальных полей для того, чтобы проследить влияние сольфатарных газов на состав и структуру эпифитных (растущих на деревьях) сообществ мхов и лишайников окрестных лесных сообществ.
Впервые для определения возраста вулканических куполов и лавовых потоков вулканов Южных Курил опробован метод лихенометрии (определения относительного возраста отложений на основе определения скорости роста лишайников). Для исследования специфических вулканогенных ландшафтов, как модели природного загрязнения, исследователями впервые применен метод лихеноиндикации (определение качества атмосферного воздуха с помощью лишайников).
Как проходила экспедиция 2015 года рассказывает её руководитель Татьяна Коротеева: «В этом сезоне мы работали на Кунашире: это озёра Кипящее и Горячее на вулкане Головнина, Северо-Западное сольфатарное поле, источники ручья Кислого, Столбовские и Верхнедокторские – на вулкане Менделеева. На Итурупе были исследованы сольфатарные поля и горячие источники вулкана Баранского. На всех выбранных площадках проводился стандартный набор работ. Мы измеряли температуру почвы, на которой произрастают мхи и лишайники, и отбирали образцы почв для определения рН и катион/анионного состава грунта.
Одна из задач проекта – отследить непосредственное влияние источников на мхи, печеночники и лишайники. Существует и опосредованное влияние, когда с удалением от термального поля меняется состав растительных сообществ, в том числе синузий мхов и лишайников. Для установления границ и степени воздействия последнего мы изучали сообщества мхов и лишайников в широко распространенном на Кунашире типе леса – ельнике из ели Глена с густым покровом из бамбучника. Самое замечательное их свойство – встречаемость как на периферии термальных полей, так и на значительном удалении от них, там, где влияние сольфатарных газов уже практически сводится к нулю. В ельниках нас интересует в первую очередь эпифитный покров как наиболее уязвимая часть сообщества. Мы измеряем покрытие мхов и лишайников на стволах, определяем видовой состав и смотрим, как изменяются эти параметры в зависимости от расстояния до источника загрязнения. Сейчас данные систематизируются и обрабатываются. Даже визуально можно установить, что сообщества, произрастающие непосредственно у источников, сильно отличаются по составу от удаленных.
На гидротермальных полях и поблизости произрастают виды, которые адаптированы к агрессивной среде, толерантны, как мы говорим. Более чувствительные виды «не подходят близко» к опасному месту и встречаются только на значительном удалении от сольфатарно-гидротермальных источников.
Мы получили очень интересный результат о температурных пределах устойчивости некоторых видов мохообразных. Рекордсменом в этом смысле является представитель рода Сфагнум, который был обнаружен на почве с температурой свыше 80 градусов! При этом растения образуют мощные дернины и не имеют видимых повреждений. Обычны ситуации, когда нормально развитые дернины мхов и печеночников встречаются при температуре 45-55 градусов. Успех полевых работ часто определяется погодными условиями. На Кунашире в начале августа было тепло и солнечно. Каждый день нам удавалось проходить маршрут. Медведи тоже не мешали. Нас сопровождали только их следы. Практически все запланированное сделали. Чуть хуже обстояло дело с погодой на Итурупе, где временами был сильный ветер и дождь. Однако и здесь удалось выполнить большую часть работы.
Полевые исследования завершены, но научная работа только начинается. Сейчас предстоит кропотливый труд по определению собранных коллекций, проведению анализов, обобщению полученных результатов, которые будут опубликованы в научных статьях».
