222

Сейчас во многих местах изучают влияние гамма-излучения на целые сообщества и экосистемы. В качестве источников гамма-излучения используют кобальт-60 или цезий-137 с активностью 10000 Ки или боль­ше, которые помещались на полях и в лесу—,в Брукхейвенекой нацио­нальной лаборатории на Лонг-Айленде (Вудвелл, 1962 и 1965), в тропи­ческом дождевом лесу в Пуэрто-Рико (Г. Одум и Пиджин, 1970 и в пу­стыне в Неваде (Френч, 1965). Влияние реакторов без защиты (которые испускают нейтроны и гамма-лучи) на поля и леса изучали в Джорджии и в Окриджской национальной лаборатории в Теннесси. В экологической лаборатории Саванна Ривер (Южная Каролина) использовали переносный источник гамма-излучения для изучения кратковременных влияний на самые разные со­общества. В Окриджской лаборатории много лет изучали сообщества озера, под­вергавшегося слабому хроническому облучению от радиоактивных от­ходов.

На фиг. 225 показано влияние источнинка гамма-излучения, поме­щенного в дубово-сосновом лесу в Брукхейвене (это тот же самый лес, продуктивность и биомасса которого отражены на фиг. 16). Каждые сутки источник излучения «работал» по 20 ч, а в течение остальных 4 ч производились наблюдения и брались пробы (на это время источник опускали в заэкранированый шурф). Градиент хронического облучения изменялся от 1000 рад в 10 м от источника до неулавливаемого прибора­ми превышения над фоном — в 140 м (кривая на фиг. 225, А). Самыми устойчивыми оказались осоки, несколько менее устойчивыми — некото­рые верески и злаки. Сосны значительно более чувствительны, чем дубы (у клеток сосен ядра более крупные, и они не дают новых побегов, если погибли терминальные почки). Замедление роста растений и уменьше­ние видового разнообразия животных отмечались даже при таких низ­ких уровнях, как 2—5 рад в сутки. Хотя дубовый лес и продолжал су­ществовать при достаточно высоком уровне облучения (10—40 рад в сутки), деревья были угнетены, а на некоторых участках стали вос­приимчивы к насекомым. Так, например, на второй год эксперимента на участке, получавшем ежесуточно около 10 рад, произошла вспышка чис­ленности дубовой тли; в этом участке тлей было более чем в 200 раз больше, чем в обычном (необлучавшемся) дубовом лесу.

В общем вдоль градиента облучения можно выделить 5 зон: 1) центральная зона, в ко­торой ни одно ,из высших растений не выживает; 2) зона осоки; 3} зона черники и паслена; 4) угнетенный дубовый лес и 5) интактный дубово-сосновый лес, в котором заметно некоторое угнетение роста, но нет погибших растений.

Фиг. 225. Влияние на дубово-сосновый лес градиента гамма-облучения от высокоактив­ного неподвижного источника.

Облучение производилось в течение 2 лет по 20 ч в сутки (объяснения — в тексте). А. Влияние длительного Y-излучения на состав растительного сообщества. Б. Доминирующие формы в сооб­ществе насекомых, населяющих облученный лес.

Сходные результаты получены в других иссле­дованиях, где лесную растительность подвергали действию ионизирую­щего излучения. После кратковременного интенсивного облучения, как у реактора без защиты в Джорджии, деревья верхнего яруса на вид казались мертвыми и появилась залежная растительность, состоявшая из однолетних трав и злаков. Однако в последующие годы

(если облучение не повторяли) многие из лиственных деревьев восстано­вились, дав вверх плотную поросль от корней и стволов (это говорит о том, что убиты были только надземные части). Возник некий вариант низкоствольной растительности, 'которая вскоре затенила всю залеж­ную растительность.

Хотя, как мы отметили в предыдущем разделе, относительную чув­ствительность разных видов высших растений можно предсказать, зная объем хромосом, другие факторы, такие, как форма роста или взаимо­действия между видами, могут модифицировать реакцию вида в интактном сообществе. Травянистые сообщества и ранние стадии сукцес­сии в общем случае более устойчивы, чем зрелые леса. Это происходит не только потому, что у первых многие виды имеют более мелкие ядра, но также и потому, что у них гораздо меньше «незащищенной» биомас­сы над грунтом; к тому же мелкие травянистые растения восстанавлива­ются гораздо быстрее, прорастая из семян или из защищенных подзем­ных частей (фиг. 178). Следовательно, такие признаки сообщества, как биомасса и разнообразие, играют роль в восприимчивости к облучению совершенно независимо от объема хромосом у отдельных видов.

Как и при всех других типах стресса, радиационный стресс вызы­вает уменьшение видового разнообразия. В другом эксперименте, прове­денном в Брукхейвене, на залежную растительность действовали дозой 1000 рад в день. Продукция сухого вещества в облу­ченном сообществе оказалась выше, чем в необлученном контроле, но видовое разнообразие катастрофически понизилось. Вместо обычной смеси многих видов разнотравья и злаков на облученной залежи вырос почти чистый травостой Panicum sanguinale (это, вероятно, не удивило бы горожан, которые борются с этой травой на своих газонах!).