Совершенствование биологической индикации продолжает оставаться актуальной проблемой современных научно-прикладных исследований. Для выявления последствий загрязнения окружающей среды на растения и почву, на воду и природные популяции животных, а также на здоровье человека необходимы оценки этих изменений. Поэтому особое значение приобретает биомониторинг загрязнения окружающей среды, с применением модельных объектов биоиндикации, а также подбор региональных видов-индикаторов. В качестве таких объектов мы использовали группу мелких млекопитающих. В процессе выполнения работы изучено влияние алюминиевого производства АО «Алюминий Казахстана» и АО «Казахстанский электролизный завод» г. Павлодар на популяции и сообщества грызунов и насекомоядных. Изучен видовой состав мелких млекопитающих и их структура доминирования на участках с разной техногенной нагрузкой. Определен характер накопления фтора в костной ткани грызунов. Выполнена оценка межпопуляционной морфологической изменчивости узкочерепной полевки с техногенной и контрольной территорий. В условиях Северного Казахстана выявлены подходящие виды-индикаторы загрязнения окружающей среды.
По результатам изучения влияния техногенного загрязнения АО «Алюминий Казахстана» и АО «Казахстанский электролизный завод» г. Павлодар на фауну и население мелких млекопитающих нами были сделаны следующие выводы:
- за время исследований в зоне техногенной нагрузки зарегистрировано 16 видов мелких млекопитающих. Из них к отряду Насекомоядных относятся 5 видов, отряду Грызунов – 11 видов. По количеству видов, в степях Северного Казахстана преобладает группа Бореального фаунистического комплекса, но численность этих видов относительно невысокая. На втором месте по числу видов стоит Казахстано-Европейский фаунистический комплекс, представленный четырьмя видами. Так как, эти виды обладают наибольшим относительным обилием, фауну мелких млекопитающих степей Северного Казахстана можно отнести к степному типу, причем большая часть входящих в него видов эндемичны (степная мышовка, джунгарский хомячок, степная пеструшка);
- техногенное воздействие алюминиевого производства города Павлодар приводит к снижению уровня численности мелких млекопитающих, обеднению видового состава и нарушению структуры доминирования животных. По мере приближения к источникам загрязнения, в населении мелких млекопитающих снижается не только суммарное обилие, но и видовое разнообразие. Показатель суммарного обилия мелких млекопитающих в среднем по всем зонам техногенной нагрузки в период массового размножения был значительно ниже, чем на контрольной территории. Плотность населения и количество видов имеет тенденцию снижения от фоновых к импактным территориям при этом на подветренных участках эти показатели, как правило, ниже, чем на наветренных. Низкие показатели суммарного обилия мелких млекопитающих в зоне техногенной нагрузки, свидетельствуют о том, что трансформация среды приводит к образованию изолированных поселений с резким доминированием одного или двух видов. На контрольном участке отмечено более высокое суммарное обилие, а распределение большинства видов отличается большей выравненностью;
структура сообществ мелких млекопитающих на всех пробных участках зон техногенной нагрузки характеризуется значительной монодоминантностью. Больше половины всего населения здесь занимают узкочерепная полевка, степная мышовка и джунгарский хомячок. Субдоминантное положение занимают обыкновенная слепушонка, степная пеструшка и тундряная бурозубка, а доли остальных видов незначительны. На участках с высокой техногенной нагрузкой в сообществе преобладают один или два вида. Так, на импактных территориях Павлодарского алюминиевого завода абсолютно преобладают обыкновенная и узкочерепная полевки, а в наветренных импактных зонах Казахстанского электролизного завода – степная мышовка. На буферных участках алюминиевого завода доминирует узкочерепная полевка, а на буферной территории электролизного завода – степная мышовка и джунгарский хомячок. На фоновых территориях с восточной и западной стороны – это обыкновенная слепушонка и узкочерепная полевка, соответственно;
- изменения показателей индексов биоразнообразия и выравненности Симпсона (D и E) и Шеннона (H и J) имеют не линейный характер. Самые низкие показатели биоразнообразия и выравненности характерны для буферных территорий Павлодарского алюминиевого завода и импактных – Казахстанского электролизного завода. На этих участках население мелких млекопитающих можно охарактеризовать, как малочисленное с обедненным видовым составом и с нарушенным распределением видов в сообществах. Более высокие показатели индексов биоразнообразия и выравненности отмечены на фоновых и контрольных территориях, а также на импактных участках ПАЗ и буферных – КЭЗ. В последних, по сравнению с импактными участками, условия для жизнедеятельности мелких млекопитающих более благоприятные, что выражается в более высоких показателях суммарного обилия и видового богатства и как следствие в более высоких индексах видового разнообразия и выравненности. На импактных территориях ПАЗ видовое разнообразие и выравненность, за счет большего количества видов, достигают более высоких показателей, чем на буферных участках, однако суммарное обилие здесь ничтожно низкое. На фоновых участках, в сравнении с буферными, показатели численности немного снижаются, но увеличивается видовое богатство, что приводит к повышению значений индексов видового разнообразия;
- техногенное воздействие алюминиевого производства города Павлодар приводит к накоплению фтора в организмах животных, при этом в различных зонах техногенной нагрузки, фтор, в костных тканях грызунов аккумулируется неодинаково. Самые высокие средние концентрации валового фтора обнаружены у степной мышовки. У узкочерепной полевки, степной мышовки и сеголетков джунгарского хомячка наблюдается тенденция линейного увеличения накопления фтора в костях, так же, как и в почве по мере приближения к заводу. Пик концентрации фтора в данных случаях приходится на ближайшее расстояние от заводов. Однако, у перезимовавших особей степной пеструшки, наоборот, содержание фтора в буферной зоне, выше, чем в импактной. У перезимовавших особей джунгарского хомячка максимальные значения наблюдаются на фоновой и импактной территориях и значительно меньше в буферной;
- в условиях техногенного воздействия алюминиевого производства в популяции узкочерепной полевки выявлено достоверное снижение длины тела, хвоста, ступни, а также массы животных по сравнению со зверьками из контрольных территорий. Анализ показывает, что адаптация полевок к неблагоприятному воздействию алюминиевого производства идет по пути интенсификации процессов жизнедеятельности, позволяющих компенсировать повышенную смертность животных в зонах техногенной нагрузки;
- в качестве наиболее подходящего вида-биоиндикатора загрязнения исследуемой территории можно рекомендовать узкочерепную полевку, что обусловлено ее относительно высокой численностью и встречаемостью практически на всех обследуемых участках. В районе электролизного завода, где отсутствует узкочерепная полевка, в качестве биоиндикатора может быть рекомендована доминирующая здесь степная мышовка.