В почве северных городов кипит жизнь, а рядом с заводами все погибает

Ученые обнаружили, что в городах за полярным кругом, например в Апатитах, в почве живет намного больше разных микроорганизмов, чем в обычной природной почве. Это происходит из-за того, что при создании парков и газонов в городе используют особые смеси земли, которые богаты питательными веществами и углеродом, необходимыми для жизни микроорганизмов.

Рядом с заводами, где плавят металлы, микроорганизмов в почве, наоборот, меньше. Это может плохо влиять на природу: вещества в экосистеме не будут «перерабатываться», а растения могут пострадать.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Geoderma Regional.

Из-за деятельности человека, в частности работы горнодобывающих, металлургических предприятий и строительства городов, арктические почвы сильно меняются. В них копятся вредные вещества: тяжелые металлы, нефтепродукты, пестициды. Они плохо влияют на микроорганизмы в почве. А ведь именно эти микроорганизмы помогают растениям получать питательные вещества из земли. Поэтому важно следить за тем, как промышленность и города влияют на почву.

Ученые из Российского университета дружбы народов в Москве вместе с коллегами изучили микроорганизмы в почвах Мурманской области. Они взяли образцы земли в Мурманске, Апатитах и рядом с двумя заводами: медно-никелевым в Заполярном и алюминиевым в Кандалакше.

В Мурманске и Апатитах ученые собирали образцы земли в разных местах города: жилых районах и общественных зонах.

В Кандалакше и Заполярном исследователи брали образцы на разном расстоянии от заводов — основных источников загрязнения почв. Для сравнения использовались земли, которые не затронуты человеческой деятельностью.

Сначала ученые проверили состав почвы. Оказалось, что рядом с медно-никелевым заводом в почве было в сто раз больше никеля и в 60 раз больше меди, чем обычно встречается в природе. Около алюминиевого завода в почве нашли в 22 раза больше фтора и алюминия, чем должно быть в естественных условиях.

Также исследователи изучили молекулы ДНК, которые были в образцах почвы, чтобы понять, какие там живут микроорганизмы и сколько их.

Ученые изучили микробы в почве Мурманска и Апатитов. Оказалось, что они похожи: там было много бактерий из группы протеобактерий и грибов-аскомицетов. При этом в городских зеленых зонах микроорганизмов на 43% больше, чем в природных местах. Это связано с тем, что при создании газонов и других зеленых зон используют искусственные почвенные смеси. В них больше питательных веществ, которые нужны бактериям для жизни. Поэтому городская среда помогает создавать новые места, где могут жить микробы, и это делает микробное разнообразие богаче.

В почве рядом с заводами, где делают медь, никель и алюминий, живут другие микроорганизмы, чем в местах, далеких от заводов. В промышленной зоне микроорганизмов меньше, и это может влиять на экосистему: вещества медленнее разлагаются, и круговорот питательных веществ работает хуже.

Рядом с медно-никелевым заводом стало меньше актиномицетов — бактерий, похожих на нити. Зато количество бактерий Chloroflexii, которые умеют фотосинтезировать, и микроскопических грибов-аскомицетов увеличилось в 157 раз и в 1,2 раза соответственно. Это значит, что эти микроорганизмы могут выживать, когда почва загрязнена никелем и медью.

Рядом с алюминиевым заводом в почве жили разные микроорганизмы. Больше всего там было бактерий из группы протеобактерий и грибов базидиомицетов, которые обычно формируют плодовое тело с ножкой и шляпкой.

Из-за развития городов и промышленности в Арктике важно понимать, как это влияет на микроорганизмы в почве. Это поможет нам разработать стратегии для снижения негативного влияния человека на природу и сохранения здоровой экосистемы региона.

Мы хотим подробнее изучить микроорганизмы, которые живут в городах, и найти среди них самые важные. Они играют ключевую роль в поддержании здоровья экосистем.

Также мы будем исследовать, как изменения климата и использование средств против гололеда влияют на эти микроорганизмы, — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Мария Корнейкова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории арктических урбоэкосистем научного центра «Смарт технологии устойчивого развития городской среды в условиях глобальных изменений» РУДН имени Патриса Лумумбы.

В исследовании также принимали участие сотрудники Почвенного института имени В.В. Докучаева (Москва), Института географии РАН (Москва), Полярно-альпийского ботанического сада-института имени Н.А. Аврорина КНЦ РАН (Апатиты), Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН (Апатиты) и Вагенингенского университета (Нидерланды).

Ранее мы писали о том, что в арктических почвах нашли неизвестное ранее многообразие микробов.

28.11.2024