На основе двух регистраций присутствия дождевых червей и европейского крота в одних и тех же точках, выполненных с интервалом в 20 лет, оценен характер смещения техногенных границ их распространения в импактном регионе в период сокращения выбросов медеплавильного завода. За 20 лет площадь «кротовой пустыни» уменьшилась на 40 %, «люмбрицидной пустыни» – на 75%. Наиболее существенно (на 5–10 км ближе к заводу) граница распространения крота сдвинулась на участках с почвами легкого механического состава, где выше скорость очищения верхних почвенных горизонтов от тяжелых металлов, тогда как на участках с почвами тяжелого состава смещение границы отсутствует
Выполнен анализ смещения техногенной границы распространения дождевых червей и крота в районе воздействия СУМЗа. Исходным материалом послужили две регистрации – в 1995–1998 гг. и 2013–2015 гг. В этот период выбросы завода сократились с 141 тыс. т в 1989 г. до 24 тыс. т в 2008 г. и всего 2.5 тыс. т после 2011 г.
В результате первого картирования территории импактного региона, выполненного в 1995–1998 гг. (208 пробных площадей), выявлена обширная территория, вытянутая в восточном направлении от завода, на которой крот полностью отсутствовал (Воробейчик, 2004). Внутри этой «кротовой пустыни» располагалась меньшая по размерам «люмбрицидная пустыня», где полностью отсутствовали дождевые черви (Воробейчик, 1998, 2004). Исчезновение крота возле завода связано не с токсичностью кормовых ресурсов, а с уменьшением их количества.
Повторное картирование, выполненное в 2013–2015 гг. (138 пробных площадей), показало, что к настоящему времени площадь «кротовой пустыни» уменьшилась по сравнению с 1995–1998 гг. на 39 % – с 582 до 357 км2 (рис. 1А). Обращает на себя внимание тот факт, что смещение границы очень неравномерное: наиболее существенно она сдвинулась в восточном и северо-западном направлениях от завода (на 5–10 км), а в южном и северном направлениях – смещение отсутствует (рис. 2А). Наиболее вероятно, что различия в динамике границы связаны с неодинаковым механическим составом почвы: в почвах с легким составом, при прочих равных, выше миграционная подвижность тяжелых металлов, что способствует более быстрому очищению от них верхних почвенных горизонтов. Площадь «люмбрицидной пустыни» за 20 лет сократилась еще сильнее – с 324 до 82 км2 (т.е. на 75%), причем смещение произошло равномерно по всем румбам (на 4–7 км, см. рис. 1Б, рис. 2Б).
Рисунок 1 – Изменение техногенной границы распространения крота (А) и дождевых червей (Б) в импактном регионе СУМЗа за 20 лет (граница проведена путем соединения ближайших к заводу обитаемых площадок)
Рисунок 2 – Смещение протяженности границ «кротовой пустыни» (А) и «люмбрицидной пустыни» (Б) в импактном регионе за 20 лет на разных румба
С материалами по смещению границ распространения крота и дождевых червей хорошо согласуется характер изменения содержания тяжелых металлов в импактном регионе (рис. 3). На территории «кротовой» и «люмбрицидной пустынь» содержание металлов не только не уменьшилось, но значительно увеличилось. В противоположность этому, на тех участках, на которых крот и дождевые черви отсутствовали в 1995–1998 гг., но появились в 2013–2015 гг., содержание металлов сильно снизилось. Таким образом, есть основания полагать, что снижение токсичности почвы – основная причина смещения границ распространения крота и дождевых червей в импактном регионе.
Рисунок 3 – Изменение содержания тяжелых металлов и рН в лесной подстилке (А) и гумусовом горизонте (Б) при разных вариантах динамики населения крота и дождевых червей